内容正文:
题型07 常见气体的制备
考●向●破●译
考向01 气体制备的原理与装置的选择
典例引领
【典例01】(1)液封长颈漏斗下端管口,防止生成的气体从长颈漏斗逸出,同时也能节约药品
(2) 能
(3)AH
(4)防止二氧化碳溶于水且与水反应
变式演练
【变式01】(1)防止加热时试管内粉末状物质进入导管
(2)形成液封,防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出
(3)E
(4)可以控制反应的发生和停止
(5)将燃着的木条放在c口,木条熄灭,说明已经集满
【变式02】(1)长颈漏斗
(2) F 导管口的气泡没有连续均匀冒出时就开始收集; 收集前集气瓶内没有装满水
(3) 石灰石或大理石与稀盐酸 能控制反应的开始与停止 将带火星的木条伸入收集到的气体中,观察木条是否复燃,若木条复燃则说明该气体是氧气。
考向02 气体制备的基本操作与误差分析
典例引领
【典例01】(1) AD 用酒精灯内焰加热等
(2)
(3)控制反应的开始与停止
(4)氧气不易溶于水,且不和水反应,氧气具有助燃性
(5)先将装置装满水,再将氧气从d管通入
(6)AE
(7)B
(8) 可通过产生气泡的速率观察氧气的生成速率
变式演练
【变式01】C。
【变式02】(1)锥形瓶
(2) C 燃着的木条
(3)防止二氧化碳溶于水并与水反应
(4) 集气瓶没有装满水(合理即可)
(5) 气泡 强 红 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
考向03 气体的检验、除杂与干燥
典例引领
【典例01】(1) 酒精灯 将试管口略向下倾斜
(2) 固态 防止氨气污染空气
(3)可以控制反应速率
(4) ghab
变式演练
【变式01】(1)长颈漏斗
(2) 可以控制反应的发生和停止 没有
(3)4、3、1、2
(4)2
(5)C
【变式02】(1) 分液漏斗 烧杯
(2) 过氧化氢溶液(或双氧水,溶液) 排水法 氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应
(3) c 将燃着的木条放在E装置的导管b口,若木条熄灭,证明二氧化碳已收集满
(4)紫色石蕊试液变为红色
(5)
(6) 下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭 密度比空气大(或不能燃烧、也不支持燃烧) 200
考向04 多功能瓶的使用
典例引领
【典例01】(1)试管
(2) 在试管口放一团棉花 待导管口有连续均匀的气泡冒出时 d
(3) B
(4) 不燃烧也不支持燃烧
(5) 检查装置的气密性 a
变式演练
【变式01】(1)长颈漏斗
(2)当导管口有连续的均匀的气泡冒出时
(3)
(4)C
(5) 澄清石灰水 b
【变式02】C。
题●型●训●练
1.B。
2. D。
3.C。
4.D。
5.(1)
大理石或石灰石 C 防止加热时固体粉末进入导管 氢气密度比空气小
(2) 无 溶剂的种类(或溶剂的性质) 偏大 较多固体
6.(1)酒精灯
(2)
(3)防止水槽中的水倒吸入试管,使试管炸裂
(4)碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率太快,不利于气体收集
(5)AC
(6) 石蕊试液 溶液变红色
(7)
(8)B
(9)60%/61.9%
(10)二氧化碳能溶于水且能与水反应
(11)排水法收集二氧化碳所需时间短,收集的气体较纯净,但不适用于制取大量二氧化碳且收集的气体不干燥;向上排空气法收集二氧化碳所需时间相对较长,收集的气体不如排水法纯净,但操作简单,适用于制取大量二氧化碳且收集的气体干燥。
7.(1) 催化 BE
(2)低处
(3) 可以控制反应的发生与停止 2
(4) AB
(5)C
(6)防止溅落的熔化物使集气瓶炸裂
(7)生活污水集中处理后再排放(或随手关闭水龙头、合理使用化肥农药等)
8.(1)锥形瓶
(2) A
(3) 丙 粉末状大理石与盐酸接触面积大,反应速率过快,不易控制
(4)控制反应速率
(5) 相同条件下,二氧化碳在酒精中溶解性最强 饱和碳酸氢钠溶液 c 17.6 澄清石灰水变浑浊
9.(1)试管
(2)E
(3)将带火星的木条放在c端,木条复燃,说明已经集满
(4)
(5) 可以控制反应的发生和停止 gfe
(6) F
(7) 平衡压强(或缓冲气压)
(8)碳酸钠粉末溶解,烧杯中有气泡产生,天平逐渐向右倾斜
(9)验证质量守恒定律时,当有气体参与反应或生成时,必须在密闭容器中进行
(10)生成的氧化镁会以白烟的形式部分散逸到空气中,且散逸到空气中的白烟的质量大于参加反应的氧气的质量
(11)化学反应前后原子的种类、数目、质量不变
10.(1)水槽
(2) 氯酸钾和二氧化锰/KClO3和MnO2 CF/FC
(3)c
(4) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ g
(5) 可燃物 高 水中白磷不燃烧 小
11.(1) 石灰石和稀盐酸 ①②③⑥
(2) 试管
(3)b
(4) 黑 2:1 氢元素和氧元素 自下而上 不燃烧、不支持燃烧,密度比空气大
12.(1) 高锰酸钾() C
(2)关闭活塞
(3) 过氧化钙(CaO2); 产生氧气速率平稳,能长时间持续供氧,适合鱼池增氧(合理即可)
(4) 长颈漏斗 增大氧气与水的接触面积,使氧气更充分溶解,提高水的溶氧量
(5) ②③ 隔绝氧气,防止空气中的氧气溶解进入水中
(6) 氢氧化钠固体溶于水放热 氧气浓度越大,燃烧越剧烈
13.(1)长颈漏斗
(2) 分解反应 加热时试管内的气体受热体积膨胀,气体排出 B
(3) B m
(4)BCD
(5) 可以控制反应的发生和停止 a
14.(1)酒精灯
(2) A 反应物为固体,反应需要加热
(3) 催化作用 向长颈漏斗中加水,将装置内的氧气排入集气瓶 集气瓶未装满水/刚有气泡产生就收集
(4)可以控制反应的发生与停止
(5)E
(6) 量筒 将广口瓶内装满饱和碳酸氢钠溶液
15.(1)AC
(2)680g
(3) 分液漏斗
(4) 灭火 二氧化碳能与水反应生成酸性物质
(5) HCl或H2SO4等(合理即可) 向容器中快速注入液体
(6)软塑料瓶先变瘪,再恢复原状
16.(1) 在试管口放一团棉花 防止冷凝水回流,试管炸裂
(2) BE
(3)溶液由红色变为无色
(4) 将NaOH溶液换成等体积的水
(5) ① 过滤
(6)蒸发皿中出现较多固体
(7)搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅
(8)50mL
(9)<
17.(1)分液漏斗
(2) A 偏小
(3) 集气瓶中水未装满(合理即可)
(4)将带火星的木条放在b管口处,木条复燃,氧气集满
(5) 化合反应
(6)偏大
(7)20.6%
(8)ABCD
(9)沸点
(10)木条熄灭
(11)富氮空气
18.(1) B 乙 吸收H2S气体,防止污染空气 ACD
(2)C
(3)使反应物充分接触
(4)对比②③可知,搅拌2分钟后压强更大
(5)③④⑤
(6) 0.98%稀硫酸 在其他条件相同时,大理石粒度越细,制取CO2的实验效果越好
19.(1)
(2) 气密性 将导管移出水面
(3) 氧气密度略大于空气 将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已集满
(4)助燃性
(5)溶液变浑浊
(6) 下降
20.(1) 装满水
(2) BD
(3) A b 降温结晶
(4)BD
(5)①处碳酸钠粉末逐渐溶解,有气泡产生,气球胀大
(6)
(7)向上排空气法收集的二氧化碳气体不纯
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题型07 常见气体的制备
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 气体制备的原理与装置的选择
考向02 气体制备的基本操作与误差分析
考向03 气体的检验、除杂与干燥
考向04 多功能瓶的使用
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●解●码
题型概述
常见气体的制备考点在辽宁中考常以选择题、实验题、科学探究、综合应用题的形式进行考查,一般是将氧气和二氧化碳的制取一起考查,也常与气体的净化一起进行综合考查。也有结合生产生活(工业制氧、航天制氧、生活中的制氧机等)、实验探究的考查;考查的命题点有:气体的制备原理、仪器和装置的选择、实验操作的正误、气体的检验和验满等。有时候也会将基础装置进行创新和改进。
气体的净化考点大多与气体的制取考查相结合,在实验题、科学探究、综合应用题等题型中考查。考查的命题点有:气体的干燥、气体的除杂、净化装置的选择等。
考向分类
考向01 气体制备的原理与装置的选择
考向02 气体制备的基本操作与误差分析
考向03 气体的检验、除杂与干燥
考向04 多功能瓶的使用
技巧点拨
技巧1:发生装置判断
(1)固固加热 → 试管口略向下倾斜(防倒流)。
(2)固液常温 → 长颈漏斗下端必须液封(防漏气)。
带隔板的装置:关闭止水夹,固液分离反应停。
技巧2:收集方法与万能瓶
(1)排水法:难溶于水(O₂、H₂),先连续气泡再收集,先撤管后熄灯。
(2)向上排空气:密度大于空气(O₂、CO₂),导管伸到底。
(3)向下排空气:密度小于空气(H₂)。
(4)万能瓶口诀:
排空气——密度大“长进短出”,密度小“短进长出”;
排水法——瓶满水,“短进长出”;
除杂干燥——长进短出(气体过溶液)。
技巧3:除杂干燥顺序
(1)先除杂后干燥(先过饱和NaHCO₃除HCl,再过浓硫酸干燥)。
(2)浓硫酸干燥酸性/中性气体(O₂、CO₂、H₂),不能干燥NH₃。
技巧4:操作要点(五个动作)
(1)查密(第一步,双手捂看气泡)。
(2)装药(固体送底,液体从漏斗加)。
(3)固定(铁夹中上部,加热口略向下)。
(4)收集(排空气管伸底,排水等连续气泡)。
(5)拆除(排水法先撤管后熄灯,防倒吸)。
考●向●破●译
考向01 气体制备的原理与装置的选择
典例引领
【典例01】(25-26九年级下·辽宁阜新·月考)化学是一门以实验为基础的科学。
(1)B中小试管的作用是________。
(2)实验室用装置B、C、D进行实验时,观察到C中蜡烛燃烧更剧烈,D中澄清石灰水变浑浊。写出B中发生反应的化学方程式____________,根据D中液体变浑浊,____(填“能”或“不能”)证明蜡烛燃烧生成二氧化碳。
(3)实验室常用加热熟石灰和氯化铵固体混合物的方法制取氨气(密度比空气小,极易溶于水),则应该选择的装置组合是:_____(填写上图装置的字母代号)。
(4)用装置E、F测量二氧化碳的体积时,植物油的作用是___________。
方法透视
解题思路
第一步:根据反应物状态和反应条件,选择发生装置
固体 + 固体,加热 → 固固加热型(试管口略向下倾斜)
固体 + 液体,常温 → 固液不加热型(注意长颈漏斗下端液封)
固体 + 液体,需要加热 → 固液加热型(较少考,如MnO₂与浓盐酸制Cl₂)
第二步:根据气体性质,选择收集装置
不易溶于水或难溶于水,且不与水反应 → 排水法
密度比空气大,且不与空气反应 → 向上排空气法(导管伸入瓶底)
密度比空气小 → 向下排空气法(导管伸入瓶底)
答题模板
选择发生装置并说明理由
应选择______(填字母或名称)。因为反应物是______和______,状态为______(固体/液体),反应条件为______(加热/常温),所以选择______(固固加热型/固液不加热型)装置。
选择收集装置并说明理由
应采用______(排水/向上排空气/向下排空气)法。因为该气体______(不易溶于水且不与水反应/密度比空气大/密度比空气小),且______(不与空气反应/不污染空气等)。
易错提醒
1.固固加热型:试管口必须略向下倾斜,铁夹夹在试管中上部,导管稍露出胶塞即可。
2.固液不加热型:长颈漏斗下端必须液封(伸入液面以下),否则气体从漏斗逸出。
3.排水法:导管口有连续均匀气泡冒出时再收集;收集完毕先撤导管后熄灭酒精灯。
4.排空气法:导管必须伸入集气瓶底部,否则空气排不净。
变式演练
【变式01】(2026·辽宁鞍山·二模)化学是一门以实验为基础的科学,化学实验是学习化学的重要途径。
【学习气体的制取】根据下列实验装置图,回答问题:
(1)实验室用A装置制取氧气,试管口放一团棉花的作用是_______。
(2)B装置中,仪器a的下端管口要伸入液面下,理由是_______。
(3)要做铁丝在氧气中燃烧实验最好选用装置_______(填字母)收集氧气。
(4)实验室制取二氧化碳,若选择C装置作为该气体的发生装置,优点是_______。
(5)用D装置收集二氧化碳,检验二氧化碳收集满的方法是_______。
【变式02】(2026·辽宁朝阳·模拟预测)化学是一门以实验为基础的学科,如图是实验室制取气体的实验装置图,回答下列问题:
(1)图中仪器a的名称是______。
(2)用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为______,要收集较纯净的氧气,应从图一中选择的收集装置是______ 填序号,若收集到的氧气不纯,可能的原因是______、______;若要制取氧气,需要的高锰酸钾的质量为______。
(3)实验室用制取的试剂是______,选择 C装置相比A装置作为发生装置的优点是______;为制得的水溶液,从图二装置G的______选填“m”或“n”端通入。将的水溶液转移至烧杯,并组装装置如图H所示,置于阳光下一段时间,观察到有气泡产生,检验该气体的方法是______。
考向02 气体制备的基本操作与误差分析
典例引领
【典例01】(25-26九年级下·辽宁盘锦·月考)在实验室可以选择如图装置制取气体。
(1)实验室里用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气,应选的一套装置为______(填字母序号),该实验试管炸裂可能的原因是______。
(2)实验室制取CO2的发生装置可选用B或C,请将图方框中B装置的长颈漏斗补画完整。
(3)与B装置相比,C装置的主要优点是______。
(4)氧气可采用D装置收集并采用带火星的木条检验,这利用了氧气的哪些性质?______。
(5)若用G装置采用排水法收集O2,请简述操作步骤______。
(6)通常情况下,氨气(NH3)是一种无色、极易溶于水,密度比空气小的气体。实验室可用加热熟石灰和氯化铵固体混合物的方法制取氨气,则实验室制取氨气,应选的一套装置为______(填字母序号,写一套即可)
(7)用H装置验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是水或二氧化碳,以下操作:①从b端通氮气;②从分液漏斗中滴加适量水;③从a端通二氧化碳;④将用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中。正确的操作顺序是______(填字母)。
A.④②①③ B.④③①②③ C.④③②①
(8)装置I是某同学绘制的简易制氧机模型图,已知试剂甲是过氧化氢溶液,试剂乙为二氧化锰,A室中水的作用______。写出用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式______。
方法透视
解题思路
第一步:查操作顺序
装置组装后是否先检查气密性?加热前是否预热?收集完毕后是否先撤导管后熄灯?
第二步:查装置细节
试管口是否略向下倾斜?长颈漏斗是否液封?导管是否伸入瓶底?高锰酸钾制氧是否塞棉花?
第三步:查收集时机
排水法是否等气泡连续均匀冒出再收集?排空气法是否将导管伸到底部?
第四步:查药品用量
药品是否足量?浓度是否合适(如盐酸是否太稀)?
第五步:根据现象反推错误
气体不纯、收集不满、倒吸、试管炸裂等,对应找出操作失误。
答题模板
分析气体不纯的原因
氧气:①排水法收集时,集气瓶未装满水;②未等导管口有连续均匀气泡冒出就开始收集;③排空气法收集时,导管未伸入集气瓶底部;④装置漏气。
二氧化碳:盐酸有挥发性,随制取出来的二氧化碳一起被收集了。
分析收集不满的原因
①装置漏气(如长颈漏斗未液封、橡皮塞未塞紧);②药品不足或浓度太低(如盐酸浓度过稀);③长颈漏斗下端未液封,气体逸出;④收集时间不足。
分析试管炸裂的原因
①试管口向上倾斜(冷凝水倒流);②加热前未预热;③排水法收集完毕后,先熄灭酒精灯,后撤导管(水倒吸);④试管外壁有水;⑤试管接触到灯芯。
变式演练
【变式01】下列与氧气有关的实验操作不正确的是
A.制取 B.干燥
C.收集 D.验满
【变式02】(2026·辽宁沈阳·模拟预测)实验是学习化学的重要途径。
【气体制取实验】
(1)仪器a的名称是________。
(2)实验室制取干燥的二氧化碳,所选用的收集装置为________,可以用________检验收集的二氧化碳已经集满。
(3)用F来测量生成二氧化碳的体积,其中在水面上放一层植物油的目的是____________。
(4)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为_________,用E装置收集氧气时,所收集到氧气不纯的原因可能是:________(写出一条即可)。
【探究金属的化学性质】
(5)完成下列表格
实验示意图
实验现象
解释与结论
甲试管中无明显现象,乙试管中金属表面有_____产生
金属可以和酸反应;锌的金属活动性比铜____(填“强”或“弱”)
铁片表面有__色固体析出
金属可以和盐溶液反应,试管中发生反应的化学方程式为________。
考向03 气体的检验、除杂与干燥
典例引领
【典例01】(2024·辽宁丹东·二模)根据下列装置图回答问题:
(1)若选择 A 用氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气,需要添加一种玻璃仪器为_____,同时对 A 装置需进行一下改正,改正的方法是_____,该反应的化学方程式为_____。
(2)实验室制氨气(NH3)也可以用上述(1)改正后的发生装置,请同学们猜测一下制氨气所用药品的状态是_________。已知氨气是一种密度比空气小,极易溶于水的、有强烈刺激性气味的气体,其水溶液为氨水,收集氨气的装置最好选择 G, 不选 F,选 G 的优点是_____。
(3)用过氧化氢和二氧化锰制取氧气时,往往选用 C 装置来代替 B 装置,原因是C装置能_____。
(4)小华在实验室制取二氧化碳,在加入药品时使用了浓度较大的盐酸,她要除去杂质,得到纯净干燥的二氧化碳,需将发生装置的导管口与下列所选装置的导管口相连接,连接的顺序是_____,然后再通入集气瓶中。写出除去杂质的化学反应方程式_____。
方法透视
解题思路
第一步:明确目的
是要检验气体(证明是什么)、除杂(去掉杂质气体)还是干燥(除去水蒸气)?
第二步:选对试剂
根据气体和杂质的性质差异,选择能吸收杂质而不吸收目标气体(或与目标气体反应产生明显现象)的试剂。
第三步:确定顺序
先除杂后干燥(气体先通过溶液,再通过干燥剂);检验水蒸气要放在最前面(气体通过溶液后会带出水蒸气)。
答题模板
检验气体
① 将带火星的木条伸入瓶中,若木条复燃,则证明该气体是氧气。
② 将气体通入澄清石灰水中中,若澄清石灰水变浑浊,则证明该气体是二氧化碳。
常见杂质气体除杂
目标气体
杂质气体
除杂试剂及方法
CO₂
HCl
通过饱和NaHCO₃溶液(HCl + NaHCO₃ → NaCl + H₂O + CO₂↑)
CO₂
H₂O
通过浓硫酸
H₂
HCl
通过NaOH溶液(或水)→ 再通过浓硫酸干燥
H₂
H₂O
通过浓硫酸 或 碱石灰
O₂
H₂O
通过浓硫酸
CO₂
CO
通过灼热CuO(但一般不考,因为CO不易除)
干燥剂选择
·
①浓硫酸:酸性干燥剂,可干燥酸性或中性气体(O₂、CO₂、H₂、CO、HCl等),不能干燥碱性气体(如NH₃)。
②碱石灰(NaOH+CaO) :碱性干燥剂,可干燥碱性或中性气体(H₂、O₂、NH₃等),不能干燥酸性气体(CO₂、SO₂、HCl等)。
③无水氯化钙:中性干燥剂,可干燥大多数气体(但不能干燥NH₃)。
洗气瓶接口判断
应从长管(a端)通入,短管(b端)导出,即长进短出。目的是使气体充分接触浓硫酸,干燥更彻底。
易错提醒
1.检验CO₂用澄清石灰水,不能用燃着木条(因为不支持燃烧的气体不一定是CO₂,如N₂)。
2.除去CO₂中的HCl,用饱和NaHCO₃溶液,不能用NaOH(会吸收CO₂),也不能用水(HCl溶于水但CO₂也微溶)。
3.干燥CO₂不能用碱石灰或NaOH固体,只能用浓硫酸。
4.先除杂后干燥:气体通过溶液后会带出水蒸气,所以最后一步才干燥。
5.检验水蒸气要放在气体通入溶液之前(否则溶液会引入水蒸气)。
变式演练
【变式01】(辽宁鞍山·三模)某实验小组进行制取气体,请结合如图回答问题。
(1)图中a的仪器名称:_____。
(2)实验室可用A装置制取CO2,其化学方程式为______,若将A改为B,其优点是______。若用装置E收集CO2,并测量生成的CO2气体的体积,其中在水上放一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水,装置E中植物有上方的空气对测量CO2的体积______(填“有”或“没有”)影响。
(3)为得到纯净、干燥的CO2,除杂装置导管口的正确连接顺序是_____(填数字)。
(4)装置C充满水,要想排出装置C中的水,使它充满O2,则氧气应从______(填“1”或“2”)通入。
(5)如图F是收集某气体的装置,由实验装置推测该气体的有关性质可能是______(选填字母)。
选项
A
B
C
D
密度比空气
大
大
小
小
溶于水中所得溶液的pH
>7
<7
>7
<7
【变式02】(2026·辽宁朝阳·一模)化学是一门以实验为基础的科学,化学所取得的丰硕成果,是与实验的重要作用分不开的。结合下列实验装置图(本题的所有夹持仪器均已省略)回答问题:
(1)图中仪器①④的名称:①___________、④___________。
(2)实验室制取氧气,某同学设计了图F的装置,并用仪器③收集氧气。其中,仪器①中盛放的试剂应为___________,图中收集氧气的方法为___________,能用此方法收集氧气的理由是___________。
(3)A中发生反应的化学方程式为:___________。如果将A、E装置连接时,应将A装置的导管a与E装置的导管___________(选填“b”或“c”)相连接。检验E装置中二氧化碳已收集满的操作是___________。
(4)将A、B装置连接,观察到的现象是___________。
(5)将A、C装置连接,可用来检验二氧化碳气体,该反应的化学方程式为:___________。
(6)用E装置收集一瓶二氧化碳气体,取下双孔橡皮塞,将瓶中的气体沿D装置烧杯左侧内壁缓慢倒入,观察到的现象是___________,这些现象说明二氧化碳具有的性质有___________(任填一种)。实验室现需要制得4.4g二氧化碳,至少需要___________g溶质质量分数为3.65%的稀盐酸。
考向04 多功能瓶的使用
典例引领
【典例01】(25-26九年级上·辽宁铁岭·期末)实验是学习化学的重要途径。如图是实验室常用的装置,请回答下列问题:
(1)图中仪器①的名称是________。
(2)实验室用装置A加热高锰酸钾制氧气,该装置有一不足之处,改进措施是________,发生反应的化学方程式为________,若使用装置C收集一瓶氧气,则收集氧气最适宜的时刻是________;若使用装置D收集一瓶氧气,氧气由________(填c或d)端进入。
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,从图中选择的发生装置是________(填字母),发生反应的化学方程式为________。
(4)某兴趣小组的同学连接B、F、G装置进行实验,若实验时F装置中蜡烛燃烧熄灭,说明气体的化学性质是________,G装置中变浑浊,发生反应的化学方程式为________。
(5)硫化氢()是一种能溶于水、密度比空气大的气体。实验室采用FeS固体与稀硫酸在装置B中反应制取,在加入药品前应________。若用装置B收集硫化氢,气体应从________(填“a”或“b”)端通入。
方法透视
解题思路
第一步:明确用途
1.收集气体(排空气法或排水法)
2.洗气(除杂、干燥、检验)
3.测量气体体积
第二步:根据用途和气体密度确定进出口
1.排空气法收集气体:密度比空气大 → 长进短出;密度比空气小 → 短进长出
2.排水法收集气体:瓶内装满水 → 短进长出(水从长管排出)
3.洗气(除杂、干燥、检验):气体必须通过溶液 → 长进短出
4.测量气体体积:瓶内装满水 → 短进长出,排出水的体积即为气体体积
答题模板
用多功能瓶收集气体
题干:用多功能瓶收集密度比空气大的气体(如CO₂),气体应从哪端通入?
模板:“气体应从长管通入,短管导出,即长进短出。”
题干:用多功能瓶收集密度比空气小的气体(如H₂),气体应从哪端通入?
模板:“气体应从短管通入,长管导出,即短进长出。”
用多功能瓶排水法收集气体
先将瓶中装满水,气体从短管通入,水从长管排出。
易错提醒
1.排空气法:无论向上还是向下,导管都要伸入瓶底(接近底部),否则空气排不净,气体不纯。
2.排水法:瓶内必须装满水(不能有气泡),气体从短管进,水从长管出;若从长管进气,水无法排出。
3.洗气:必须长进短出,否则气体直接从短管出去,不经过溶液,无法除杂或干燥。
4.测量气体体积:与排水法相同(短进长出),用量筒接排出的水,读数即气体体积。
变式演练
【变式01】(25-26九年级下·辽宁盘锦·开学考试)实验是学习化学的重要途径。
Ⅰ.气体制取 根据所给装置回答下列问题。
(1)仪器a的名称为___________。
(2)实验室若选用A、G装置制取氧气,则将导管伸入盛满水的集气瓶的最佳时机是___________。
(3)实验室用A装置制取的化学反应方程式为:___________。
(4)块状二氧化锰作催化剂用过氧化氢溶液制取氧气:为控制反应随开随用、随关随停,需用___________(从B、C、D中选择)和E装置。
(5)如图装置可以进行多种实验:
①检验:瓶中加入适量的___________。
②干燥:瓶中加入适量的浓硫酸,气体从___________(填“b”或“c”)端通入。
【变式02】(25-26九年级上·辽宁鞍山·月考)利用如图所示装置(箭头表示气体或液体流向)可实现的实验是
A.瓶内装满水,用排水法收集H2
B.瓶内装满水,用排水法测定O2的体积
C.瓶内装澄清石灰水,检验混合气体中含有的CO2
D.瓶内装澄清石灰水,除去CO2气体中混有的CO
题●型●训●练
1.(25-26九年级上·辽宁沈阳·月考)关于实验室制取氢气,下列说法不正确的是
A.所用药品为锌粒和稀硫酸 B.可采用向上排空气法收集
C.可采用排水集气法收集 D.点燃实验室制取的氢气前,应先进行验纯
2.(25-26九年级上·辽宁营口·月考)实验室加热高锰酸钾制取氧气,并用排水法收集的主要操作步骤如下:①点燃酒精灯,加热试管②检查装置气密性③将高锰酸钾装入试管,管口放一团棉花,塞上带导管的单孔塞④将导管从水中取出⑤用排水法收集⑥熄灭酒精灯⑦将试管固定在铁架台上。正确的操作顺序是
A.②③⑦①⑤⑥④ B.③②⑦①⑤⑥④
C.③②⑦①⑤④⑥ D.②③⑦①⑤④⑥
3.(2024·四川泸州·一模)以下是气体制备及净化装置。下列说法正确的是
A.甲装置和乙装置一样可以控制反应的发生和停止
B.乙装置中的止水夹M处于开启状态
C.丙装置可以吸收易溶于水或与水反应的气体
D.丁装置可以干燥CO气体,气体从b端进入甲
4.(2026·辽宁·一模)如图分别是实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置。完成气体制取的操作中,正确的一项是
A.均不需检查装置气密性 B.均可用药匙装入固体试剂
C.均需在试管口放棉花 D.均可用向上排空气法收集气体
5.(2026·辽宁阜新·模拟预测)实验是学习化学的重要途径。
Ⅰ.实验室中气体的制取
(1)①实验室中制取应选用的化学试剂为______(填名称)和稀盐酸,为了得到平稳的气流,应选用下列装置中的______(填序号)作为发生装置。
②反应原理:利用A装置制取的化学方程式为:_____,试管口塞棉花的作用:____。
③实验室收集时不选用E的原因是__________。
Ⅱ.完成下列实验报告
(2)
示意图
实验现象
分析与结论
铝丝上附着红色固体溶液由蓝色变为_________色
化学反应原理_________(用化学方程式表示)
碘在水中几乎不溶解碘在汽油中溶解,溶液呈深红色
物质的溶解性与_________有关
试纸变为红色
按照如图操作进行实验,会使测得的稀盐酸的pH_________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
蒸发皿中有白色晶体析出
当蒸发皿中出现_________时停止加热
6.(25-26九年级上·辽宁鞍山·月考)某班同学在实验室制取气体并进行有关探究。
Ⅰ.用高锰酸钾制取氧气
(1)若选如图为发生装置,a处需补充仪器的名称是___________。
(2)发生反应的化学方程式为___________。
(3)排水法收集氧气完毕,先将导管从水槽中取出再熄灭酒精灯,原因是___________。
Ⅱ.用块状石灰石制
(4)石灰石的主要成分是碳酸钙,实验室制取不用纯净的碳酸钙粉末,原因是___________。
(5)用图1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要的仪器有___________(填字母序号)。
(6)利用图2验证能与水反应生成酸性物质。
①试管中的物质X为___________。
②通入后可观察到的现象为___________。
(7)写出检验二氧化碳气体时所发生反应的化学方程式___________。
Ⅲ.数字化实验探究
用向上排空气法收集时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭真的集满了吗?小组同学进行如下探究:先向图3中的三颈烧瓶持续通,将燃着的木条置于右侧瓶口观察其是否熄灭,同时用传感器测定瓶内氧气体积分数的变化情况,结果如图4所示。
(8)图3中通的导管末端应处于___________(填“A”或“B”)位置。
(9)图4中C点处燃着的木条熄灭,此时瓶内的体积分数约为___________。
(10)通常不用排水法收集二氧化碳的理由是___________。
(11)在其他条件相同时,四组同学分别用排水法和向上排空气法收集相同体积的二氧化碳,记录所用时间见下表。
小组号
1
2
3
4
排水法
35秒
43秒
43秒
43秒
排空气法
1分57秒
1分15秒
1分4秒
1分12秒
请你对的两种收集方法做出客观评价:___________。
7.(25-26九年级上·辽宁沈阳·期末)实验是学习化学的重要途径。
I.请结合以下有关气体制取和性质的实验装置回答问题。
(1)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取比较纯净的氧气。二氧化锰在反应中的作用是_____反应的化学方程式为_____,应选择的发生和收集装置是_____(填A—E序号)。
(2)将收集的氧气倒入装置F的烧杯中,观察到_____带火星的小木条先复燃(填“高处”或“低处”)。
(3)用锌粒和稀硫酸反应制取。与装置B相比,选择装置G的优点是_____。为使反应停止,应使试管内液面低于_____处(填“1”或“2”)。
II.多角度研究“水”的实验装置如下图。
(4)水的组成
①能验证水是由氢、氧元素组成的实验是_____(填序号)。
②用“”表示氢原子,“”表示氧原子。请画出实验B中玻璃管a内产生气体的微观粒子示意图_____。
(5)水的净化
实验C操作后,得到的液体一定是_____(填序号)。
A.无色 B.无味 C.澄清透明 D.纯净物
(6)水的用途
图D是铁丝在氧气中燃烧的实验,其中水的作用是:_____。
(7)水资源的保护
绿水青山就是金山银山。请你提出一条保护水资源的建议:_____。
8.(25-26九年级上·辽宁朝阳·期末)气体的制取是初中化学的重要内容。根据如图回答下列问题:
实验一:研究气体的制取
(1)装置B中仪器b的名称________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气需选用的发生装置是________(填字母序号),发生反应的化学方程式为________。
实验二:研究二氧化碳的制取
(3)选用药品。按下表进行实验,取等质量的同种大理石加入足量的酸(杂质不与酸反应),产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图所示。
实验编号
药品
1
块状大理石、10%的稀硫酸
2
块状大理石、7%的稀盐酸
3
粉末状大理石、7%的稀盐酸
查阅资料:稀硫酸与大理石反应生成二氧化碳,但同时生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石表面,阻止反应进行。上表中,实验1对应F中的曲线________(填“甲”“乙”或“丙”)。小组同学决定选用实验2不用实验3药品制备二氧化碳的原因是________。
(4)选择发生装置。实验小组同学在制取二氧化碳时选择B做发生装置,优点是________。
(5)选择收集方法。已知:二氧化碳在不同物质中的最大溶解能力如下表:
物质种类
水
酒精
饱和碳酸氢钠溶液
每毫升液体中溶解二氧化碳的体积
1 ml
3.6 ml
几乎不溶
利用G装置收集一瓶纯净的二氧化碳,对集气瓶中的液体进行选择。
①选择时首先排除酒精的原因是________。
②应该选择的最佳液体是________,气体应从________(填c或d)通入。
③若用纯度为80%的石灰石50 g,理论上可制得________g二氧化碳。
④鉴别二氧化碳应采用:将气体通入澄清的石灰水,发现________,反应的化学方程式为________。
9.(25-26九年级上·辽宁丹东·月考)化学是一门以实验为基础的学科
Ⅰ.在实验室里,常利用下列实验装置制取有关气体,并进行有关气体的性质检验。
(1)图中仪器a的名称是___________
(2)为了研究铁丝燃烧的剧烈程度与氧气浓度的关系,需要用___________(填标号)法收集几瓶不同浓度的氧气。
(3)若选择H装置采用排空气法收集氧气,验满的方法是___________。
(4)写出用高锰酸钾制取氧气的化学反应方程式:___________。
(5)B、C、D装置均可用作制取氢气的发生装置,D装置与B、C装置相比,其突出的优点是___________。关闭止水夹后,D装置中多孔隔板处依次观察到的现象是___________(用字母e、f、g进行排序)。
(6)实验室制取二氧化碳的化学反应方程式:___________,从A~G中选用的收集装置为:___________(填标号)。
Ⅱ.认识物质,总是从宏观到微观、从定性到定量不断深化。实验小组用如图所示实验,从多角度探究质量守恒定律。
(7)甲实验的化学反应方程式为___________。气球的作用是___________。
(8)乙实验的现象为___________。
(9)通过对以上实验现象及结论的分析,你获得启示是___________。
(10)丙实验镁条燃烧后的固体理论上比镁条的质量大,但是小组同学多次实验称量发现镁条质量大于生成固体物质质量,请分析出现该现象的原因___________。(写出一点即可)
(11)请你根据化学变化的微观本质分析化学反应前后质量守恒的原因___________。
10.(2025·辽宁抚顺·一模)实验是学习化学的重要途径。
I.下图是实验室制取气体的常用装置和仪器,请回答下列问题。
(1)仪器m的名称是___________。
(2)用A装置作为制取O2的发生装置,应选择的试剂是___________,欲收集一瓶较纯净的氧气,还需要的装置或仪器有___________(选填装置或仪器字母序号)。
(3)下图是进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作,更能提高实验成功率的方式是___________(选填字母序号)。
(4)用B装置作为制取CO2的发生装置,其原理的化学方程式为___________。用图中装置收集CO2,检验CO2是否收集满的操作是用燃着的木条接近___________(填“g”或“h”)端,看木条是否熄灭。
Ⅱ.燃烧条件的验证。
(5)完成空白处
示意图
实验现象
解释与结论
①
小木条燃烧玻璃棒不燃烧
燃烧需要___________
②
a处白磷燃烧
b处红磷不燃烧
红磷的着火点比白磷___________(填“低”或“高”)
③
a处白磷燃烧___________
燃烧需要氧气
④
高蜡烛先熄灭
此时,d处氧气的浓度比c处的___________(填“大”或“小”)
11.(2026·辽宁铁岭·一模)实验探究是学习化学的重要方法。实验室现有高锰酸钾、稀硫酸、稀盐酸、石灰石、锌粒以及如图仪器和装置。据图回答下列问题:
(1)利用上述仪器和药品制取CO2,选择的药品是________(填名称),从①-⑧中应选择的仪器有_______(填序号)。
(2)利用上述仪器和药品制取,还缺少一种仪器,其名称为________。该反应的化学方程式为________。
(3)用装置⑨采用排空气法收集,则从导管口________进入(填“a”或“b”)。
(4)完成实验报告。
实验题目
实验装置图
实验现象
实验结论或分析
铁丝在氧气中燃烧
剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成一种________色固体。
有关反应的化学方程式________。
水通电实验
a管和b管产生气体的体积比________。
由实验可知,水是由________组成的。
向装有高低燃着蜡烛的烧杯内倾倒
燃着的蜡烛________(填“自下而上”或“自上而下”)依次熄灭。
的性质是________。
12.(2026·辽宁盘锦·一模)化学是一门以实验为基础的科学。
I.现提供下列实验装置
(1)实验室用A装置制取氧气,试管中的试剂是_____;若要收集到较纯净的氧气,可选择图1中的_____装置。
(2)实验室用B装置制取二氧化碳的过程中,若要暂停反应,操作为_____。
II.致用:基于特定需求设计出简易供氧器。
(3)10g过氧化钠(Na2O2)和10g过氧化钙(CaO2)固体分别与足量水作用生成氧气的质量与时间的关系如图2所示,若给鱼池增氧,这两种试剂中最佳的是_____,理由为_____(一条合理)。
(4)兴趣小组将所选的最佳试剂装入矿泉水瓶,给鱼缸中制作了“简易供氧器”,如图3。
①向矿泉水瓶中加水的装置类似于化学仪器中的_____(填仪器名称)。
②图3氧气的导管通入鱼缸中多孔气泡石的上方,多孔气泡石可将气流切割成微米级细泡,从而_____。
III.创新:
(5)甲实验:通过①、②、③处现象的对比,可探究铁生锈的条件。通过_____处的对比(用编号表示),可知铁生锈需要氧气。植物油的作用是_____。
(6)乙实验:探究热量变化。将两装置中胶头滴管内的液体滴入铁槽中后,④、⑤中的温度均达到白磷着火点而燃烧。分析⑤中热量的来源是_____,通过④比⑤中白磷燃烧的更剧烈,得到的结论是_____。
13.(25-26九年级上·辽宁营口·期中)氧气是初中化学学习中非常重要的物质之一。
I.实验室制取氧气
(1)写出上述装置中标号①仪器的名称:_______。
(2)实验室中常用装置A制取氧气,写出该反应的化学方程式________,该反应属于________,(填基本反应类型);某同学在做实验时,发现刚用酒精灯加热,就有气泡放出,原因是________,该实验过程中有关安全问题不涉及的提示图标是________。
A.注意明火 B.小心用电 C.小心烫伤 D.实验后洗手
(3)实验室可用硫化亚铁固体和稀硫酸反应来制取硫化氢气体。在通常情况下硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋味的有毒气体,能溶于水且水溶液呈酸性,密度比空气大。实验室制取硫化氢应选用的发生装置是_______(填字母),若选用F 装置收集硫化氢,气体应从______( 填“m”或“n”)口进入,实验结束后剩余的硫化氢可以用氢氧化钠溶液来吸收。
(4)对装置F改进后,可用作家庭制氧机上的湿化瓶(装置G)。下列关于该装置说法正确的是_______(填字母序号)。
A.b导管连接制氧机 B.b导管连接入吸氧气的塑料管
C.可以判断是否有氧气输出 D.可以观测氧气输出的速率
Ⅱ.利用过氧化氢分解产生氧气的原理,小玲自制了一个家庭简易制氧机如图。
(5)完成下列问题。
①利用可以上下抽拉的线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是_______(答一点)。
②若想利用B装置监测产生氧气的速度,小组同学将B装置改进的措施是______(填字母)。
a.将a导管加长并伸入水面以下
b.将b导管加长并伸入水面以下
14.(2026·辽宁铁岭·一模)化学是一门以实验为基础的科学,科学探究依托于化学实验。
(1)仪器①的名称是_____。
(2)若用高锰酸钾制取氧气,应选的发生装置是_____,选择这个装置的理由是__________。
(3)若用B、D装置制取氧气,写出该反应的化学方程式__________,二氧化锰在这个反应中的作用是__________,由于药品不足,没有收集满一瓶氧气,在不拆解装置、不添加反应物的情况下,想要多收集一些氧气,接下来应如何操作__________。若用F收集一瓶氧气,氧气不纯的原因可能是__________。
(4)若实验室用C装置代替B装置作制取的发生装置,突出优点是__________。
(5)既不能收集,也不能收集的装置是____(填字母序号)。
(6)如果用G装置测量生成的体积,则在虚线框内还需添加的仪器是_____,如果用G装置收集,改进措施是__________。
15.(25-26九年级下·辽宁鞍山·开学考试)实验是科学探究的重要手段。“追梦”小组为了感受实验之美、实验之趣。请回答下列问题。
任务一:实验室现有高锰酸钾、稀盐酸、大理石及相关仪器和用品。
A. B. C. D. E. F.
(1)实验室用上述试剂制取较为纯净的氧气,应选择的装置是___________
(2)要制取16 g氧气,需要溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液的质量为___________;
任务二:“追梦”小组用如图所示装置制取干燥、纯净的二氧化碳并验证其性质,请回答下列问题。
实验一已知:饱和碳酸氢钠溶液可除去二氧化碳气体中混有的氯化氢,所用除杂试剂均足量。
(3)实验一中用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为___________,装置A中控制盐酸滴加速率的仪器名称是___________。
(4)小组同学利用装置D验证二氧化碳的性质。实验过程中,先观察到澄清石灰水变浑浊,后观察到燃着的木条熄灭。请写出D中澄清石灰水变浑浊的化学方程式:___________,又可推测二氧化碳的一条用途是___________。装置中干燥的紫色石蕊试纸不变红,湿润的紫色石蕊试纸变红,可证明二氧化碳的化学性质是___________。
(5)实验二中,时小组同学将注射器中的氢氧化钠溶液快速推入三颈烧瓶,时再将注射器中的溶液快速推入,测得三颈烧瓶内的压强随时间变化的趋势如图所示。
①用化学方程式表示bc段压强减小的原因:___________
②注射器中可能盛有___________(填化学式)。
③ab段和de段压强略微增大,都是___________造成的。
(6)进行实验三时,小组同学仅将实验二中的三颈烧瓶换成软塑料瓶,试剂及操作均不变,推测出现的现象是___________。
16.(2026·辽宁盘锦·一模)实验是化学的主旋律,请完成下列实验内容。
【实验一】实验室制取气体
下图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题。
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,该装置需要的改进是_________,加热时试管口应略向下倾斜的原因是_________。
(2)实验室制取并收集,应选择的装置组合是_________(填字母)。将制取的通入装置F中,溶液变红。原因是_________(用化学方程式表示)。
【实验二】研究物质的性质。
(3)实验1,一段时间后,观察到②中的现象为_________,体现了浓盐酸的性质。
(4)实验2,若验证与NaOH反应,还需补做一个实验:另取实验2所示装置,将_________,重复实验2操作,比较气球的变化程度。写出与NaOH反应的化学方程式_________。
【实验三】某校化学兴趣小组进行粗盐(含有泥沙)提纯实验,并利用所得精盐配制62.5g 20%的氯化钠溶液。
实验1:图1是甲同学进行粗盐提纯实验操作示意图。
(5)操作①~⑤中有明显错误是__________(填序号),该同学实验中缺少一步重要的操作是__________。
(6)操作⑤中停止加热的恰当时机是__________。
(7)步骤⑤中玻璃棒的作用是__________。
实验2:乙同学用提纯得到的精盐配制62.5g 20%的氯化钠溶液。
(8)量取水时选择量筒的规格__________(20mL/50mL/100mL,选填一种)。
(9)若其他操作均正确,采用图2所示方式量取水,则所配溶液的溶质质量分数______(填“>”“<”或“=”)20%。
17.(25-26九年级上·辽宁营口·月考)氧气是一种重要的气体,在生产和生活中有广泛的用途。
I.课堂分组实验:实验室制取氧气
(1)写出图1中标号仪器的名称:①___________。
(2)某兴趣小组的同学用高锰酸钾制取氧气并测量收集氧气的体积。
①选用的发生装置是___________(填序号)。
②若用图C中方式测量生成氧气的体积,则读数___________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气,写出该反应的符号表达式___________。用D装置收集氧气时,发现收集到的氧气不纯,可能的原因是___________(写出一条)。
(4)用E装置收集氧气,验满的方法是___________。
II.课堂演示实验:用传感器技术测定空气中氧气的含量
图2是教材中测定空气中氧气含量的实验。
(5)红磷燃烧的符号表达式是___________,该反应属于___________(填基本反应类型)。
(6)若实验过程中发现烧杯中的导管口出现气泡,则最终测得的数据会___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(7)若集气瓶的内部体积为200mL,实验前在集气瓶中预先放了20mL的水,实验后瓶内水的体积为57mL,则空气中氧气的体积分数是___________。(结果保留一位小数)
图3是老师使用传感器技术实时测定了红磷燃烧时装置内压强、温度、氧气浓度的变化。
(8)根据实验测得的数据,则下列说法正确的是___________(填字母)。
A.接通电源使用电烙铁发热引燃红磷,使实验结果更准确
B.X曲线表示的是温度变化,Y曲线表示的是氧气浓度变化
C.BC段变化的原因是温度升高增大的压强大于消耗氧气减小的压强
D.当时间为时才打开活塞K,看到烧杯中的水倒流进集气瓶
III.如图4为工业制取氧气的部分流程示意图,请根据图示回答相关问题:
(9)液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气,原理是利用氮气和氧气的________(填“密度”或“沸点”)不同而将氮气和氧气分离。
(10)已知氧气的沸点是,氮气的沸点是。当打开一个装有液态空气的容器盖,并将一根燃着的木条置于容器口上方,观察到的现象是________。
(11)冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图5所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。在空气分离后,进入冰箱保鲜室内的气体是________(填“富氧空气”或“富氮空气”)。
18.(25-26九年级上·辽宁鞍山·月考)实验是学习化学的重要途径。
(一)研究气体的制取
(1)如图为实验室常用仪器和实验装置的示意图,根据题意回答问题。
实验室常用难溶块状固体硫化亚铁(FeS)和稀硫酸在常温下制得硫化氢气体(H2S),同时生成FeSO4。硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体,可溶于水,密度比空气大。
查阅资料:氢氧化钠能与硫化氢发生反应
①实验室制取H2S气体若要控制反应发生与停止,可选用的发生装置是________。(填序号)
②某同学用D、E、F装置组合收集H2S气体。E装置的作用是防倒吸,则虚线框内最合适的装置是_______(填“甲”或“乙”)。
③装置F的作用是________。
④图C所示装置具有多种用途,下列有关它的用途说法中,正确的是_______。(填字母序号)
A.该装置用于排空气法收集二氧化碳时,气体应从a端管口通入
B.瓶内装满水,用于收集氧气时,气体应从a端管口通入
C.瓶内装入适量浓硫酸用于干燥CO2时,气体应从a端管口通入
D.瓶内装满氧气,要将氧气排出,水应从a端管口通入
(2)如图是连接压强传感器的CO2气体制取发生装置和实验过程某段时间试管内气体压强变化的情况。下列说法不正确的是______。(填字母序号)
A.a点对应操作是打开活塞 B.bc段可在导管口收集气体
C.cd段试管中液面逐渐上升 D.de段固体与液体脱离接触
(二)探究影响大理石与稀硫酸反应制取CO2实验效果的因素。
【查阅资料】通常不选用大理石与稀硫酸反应制取CO2原因是反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石表面,阻碍了反应进行。压强传感器
【进行实验】20℃,101.5 kPa下,向15 g大理石中加入10 mL稀盐酸或稀硫酸,如图所示进行实验。记录如下:
已知:本实验中,2分钟后压强越大,生成CO2越多,制取CO2实验效果越好。
实验
酸的浓度、种类
大理石粒度(颗粒大小)
搅拌器转速(转/分钟)
2分钟后压强 kPa
①
1.8%稀盐酸
粗
0
118
②
2.45%稀硫酸
粗
0
102
③
2.45%稀硫酸
粗
1250
106
④
4.9%稀硫酸
粗
1250
104
⑤
0.98%稀硫酸
粗
1250
111
⑥
X
中
1250
117
⑦
0.98%稀硫酸
细
1250
125
【解释与结论】
(3)依据题中信息说明利用电磁搅拌器对锥形瓶中的物质进行搅拌的作用:_______。
(4)依据实验数据,能证明“搅拌会影响制取CO2实验效果”的证据是_______。
(5)探究稀硫酸浓度对制取CO2实验效果影响的实验是_______(填实验序号)。
(6)实验⑤~⑦的目的是探究大理石粒度对制取CO2实验效果的影响,则X为_______,结论为_______。
19.(2025·辽宁盘锦·二模)实验是学习化学的重要途径。
Ⅰ.氧气的实验室制取与性质(见图A~D)。
(1)反应原理:用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。
(2)注意事项:用装置A和装置B制取氧气,为确保不漏气,应先检查装置的 ;集满氧气后,为防止水倒吸,应先 (填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”)。
(3)气体收集:用装置C收集氧气,是利用了氧气 的性质;检验氧气集满的操作为 。
(4)性质验证:将装置A中产生的氧气通向D中红热的木炭,木炭燃烧变旺,说明氧气具有的化学性质是 。
Ⅱ.二氧化碳的实验室制取与性质(见如图,部分夹持装置已略)
(5)实验时,先关闭,打开,向试管中加入稀盐酸至浸没大理石后,关闭分液漏斗活塞,E中观察到导管口处有气泡冒出且 。
(6)关闭,打开,观察到F中试管内液面 (填“上升”、“下降”或“不变”);一段时间后,观察到G中先有气泡冒出,后产生白色沉淀。请写出产生白色沉淀的化学方程式 。
20.(2025·辽宁盘锦·二模)实验是学习化学的重要途径,化学是一门以实验为基础的学科。根据如图回答相关问题。
1.根据图1制取气体
(1)用A制取氧气的化学方程式为 ,若要收集一瓶纯度较高的O2,则F装置需要 (填一项实验操作)。
(2)实验室制取CO2的化学方程式 ;要想达到随关随停的效果,可选图1中 (填字母序号)组合成一套发生装置。检验生成二氧化碳的化学反应方程式为 。
(3)加热KClO3固体制氧气(1.5gMnO2作催化剂),并对KClO3完全分解后的残留固体进行分离。
(已知反应原理为:2KClO32KCl+3O2↑)
①发生装置应选用 (填字母)。
②KCl的溶解度曲线如图2所示。将残留固体冷却至室温(20℃),称得其质量为4.8g。欲将KCl全部溶解。至少应加入该温度下蒸馏水的体积约 (填字母)。
a.5mL b.10mL C.20mL D.30mL
③对溶解所得混合物进行过滤,滤渣经处理得MnO2,从滤液中获得KCl晶体的最佳方法是 。
2.探究二氧化碳性质
【探究实验1】为证明二氧化碳和水能发生反应,如图二。
(4)试剂加入的顺序可以为______。
A.AB B.BA C.AC D.CA E.BCA
(5)除②③以外还可以观察到的现象是 。
【探究实验2】实验小组用锥形瓶收集一瓶CO2与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封连接,缓慢的将NaOH溶液注入到锥形瓶中,采集信息形成图像,如图三所示。
(6)随着反应的进行,锥形瓶中压强降低的原因是 (用化学方程式表示)。
(7)反应结束后,锥形瓶中的压强保持在40kPa,说明 。
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题型07 常见气体的制备
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 气体制备的原理与装置的选择
考向02 气体制备的基本操作与误差分析
考向03 气体的检验、除杂与干燥
考向04 多功能瓶的使用
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●解●码
题型概述
常见气体的制备考点在辽宁中考常以选择题、实验题、科学探究、综合应用题的形式进行考查,一般是将氧气和二氧化碳的制取一起考查,也常与气体的净化一起进行综合考查。也有结合生产生活(工业制氧、航天制氧、生活中的制氧机等)、实验探究的考查;考查的命题点有:气体的制备原理、仪器和装置的选择、实验操作的正误、气体的检验和验满等。有时候也会将基础装置进行创新和改进。
气体的净化考点大多与气体的制取考查相结合,在实验题、科学探究、综合应用题等题型中考查。考查的命题点有:气体的干燥、气体的除杂、净化装置的选择等。
考向分类
考向01 气体制备的原理与装置的选择
考向02 气体制备的基本操作与误差分析
考向03 气体的检验、除杂与干燥
考向04 多功能瓶的使用
技巧点拨
技巧1:发生装置判断
(1)固固加热 → 试管口略向下倾斜(防倒流)。
(2)固液常温 → 长颈漏斗下端必须液封(防漏气)。
带隔板的装置:关闭止水夹,固液分离反应停。
技巧2:收集方法与万能瓶
(1)排水法:难溶于水(O₂、H₂),先连续气泡再收集,先撤管后熄灯。
(2)向上排空气:密度大于空气(O₂、CO₂),导管伸到底。
(3)向下排空气:密度小于空气(H₂)。
(4)万能瓶口诀:
排空气——密度大“长进短出”,密度小“短进长出”;
排水法——瓶满水,“短进长出”;
除杂干燥——长进短出(气体过溶液)。
技巧3:除杂干燥顺序
(1)先除杂后干燥(先过饱和NaHCO₃除HCl,再过浓硫酸干燥)。
(2)浓硫酸干燥酸性/中性气体(O₂、CO₂、H₂),不能干燥NH₃。
技巧4:操作要点(五个动作)
(1)查密(第一步,双手捂看气泡)。
(2)装药(固体送底,液体从漏斗加)。
(3)固定(铁夹中上部,加热口略向下)。
(4)收集(排空气管伸底,排水等连续气泡)。
(5)拆除(排水法先撤管后熄灯,防倒吸)。
考●向●破●译
考向01 气体制备的原理与装置的选择
典例引领
【典例01】(25-26九年级下·辽宁阜新·月考)化学是一门以实验为基础的科学。
(1)B中小试管的作用是________。
(2)实验室用装置B、C、D进行实验时,观察到C中蜡烛燃烧更剧烈,D中澄清石灰水变浑浊。写出B中发生反应的化学方程式____________,根据D中液体变浑浊,____(填“能”或“不能”)证明蜡烛燃烧生成二氧化碳。
(3)实验室常用加热熟石灰和氯化铵固体混合物的方法制取氨气(密度比空气小,极易溶于水),则应该选择的装置组合是:_____(填写上图装置的字母代号)。
(4)用装置E、F测量二氧化碳的体积时,植物油的作用是___________。
【答案】(1)液封长颈漏斗下端管口,防止生成的气体从长颈漏斗逸出,同时也能节约药品
(2) 能
(3)AH
(4)防止二氧化碳溶于水且与水反应
【详解】(1)B装置中的小试管可以液封长颈漏斗下端管口,防止生成的气体从长颈漏斗逸出,同时也能节约药品,先在小试管中加液体,再通过长颈漏斗加液体时,小试管中的液体可以起到缓冲作用。
(2)B装置是固液不加热型发生装置,用于制取氧气,因为C中蜡烛燃烧更剧烈,说明是氧气,通常用过氧化氢在二氧化锰催化下分解,发生反应的化学方程式为,由以上分析可知,B中生成的气体是氧气,氧气不能使澄清石灰水变浑浊,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,能使澄清石灰水变浑浊,故根据D中液体变浑浊,能证明蜡烛燃烧生成二氧化碳。
(3)实验室常用加热熟石灰和氯化铵固体混合物的方法制取氨气,属于固体加热反应,发生装置可选A,氨气密度比空气小,极易溶于水,可用向下排空气法收集,收集装置可选H,故选AH;
(4)用装置E、F测量二氧化碳的体积时,植物油的作用是:防止二氧化碳溶于水且与水反应。
方法透视
解题思路
第一步:根据反应物状态和反应条件,选择发生装置
固体 + 固体,加热 → 固固加热型(试管口略向下倾斜)
固体 + 液体,常温 → 固液不加热型(注意长颈漏斗下端液封)
固体 + 液体,需要加热 → 固液加热型(较少考,如MnO₂与浓盐酸制Cl₂)
第二步:根据气体性质,选择收集装置
不易溶于水或难溶于水,且不与水反应 → 排水法
密度比空气大,且不与空气反应 → 向上排空气法(导管伸入瓶底)
密度比空气小 → 向下排空气法(导管伸入瓶底)
答题模板
选择发生装置并说明理由
应选择______(填字母或名称)。因为反应物是______和______,状态为______(固体/液体),反应条件为______(加热/常温),所以选择______(固固加热型/固液不加热型)装置。
选择收集装置并说明理由
应采用______(排水/向上排空气/向下排空气)法。因为该气体______(不易溶于水且不与水反应/密度比空气大/密度比空气小),且______(不与空气反应/不污染空气等)。
易错提醒
1.固固加热型:试管口必须略向下倾斜,铁夹夹在试管中上部,导管稍露出胶塞即可。
2.固液不加热型:长颈漏斗下端必须液封(伸入液面以下),否则气体从漏斗逸出。
3.排水法:导管口有连续均匀气泡冒出时再收集;收集完毕先撤导管后熄灭酒精灯。
4.排空气法:导管必须伸入集气瓶底部,否则空气排不净。
变式演练
【变式01】(2026·辽宁鞍山·二模)化学是一门以实验为基础的科学,化学实验是学习化学的重要途径。
【学习气体的制取】根据下列实验装置图,回答问题:
(1)实验室用A装置制取氧气,试管口放一团棉花的作用是_______。
(2)B装置中,仪器a的下端管口要伸入液面下,理由是_______。
(3)要做铁丝在氧气中燃烧实验最好选用装置_______(填字母)收集氧气。
(4)实验室制取二氧化碳,若选择C装置作为该气体的发生装置,优点是_______。
(5)用D装置收集二氧化碳,检验二氧化碳收集满的方法是_______。
【答案】(1)防止加热时试管内粉末状物质进入导管
(2)形成液封,防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出
(3)E
(4)可以控制反应的发生和停止
(5)将燃着的木条放在c口,木条熄灭,说明已经集满
【详解】(1)A装置适用于固体加热反应制取气体,适用于加热高锰酸钾制取氧气,实验室用A装置制取氧气,试管口放一团棉花的作用是:防止加热时试管内粉末状物质进入导管;
(2)B装置中,仪器a的下端管口要伸入液面下,理由是:形成液封,防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出;
(3)铁丝在氧气中燃烧放出大量的热,需要在集气瓶底部放少量水,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底,故要做铁丝在氧气中燃烧实验最好选用排水法收集氧气,方便在集气瓶底部预留少量水,故收集装置应选E;
(4)实验室制取二氧化碳,若选择C装置作为该气体的发生装置,该装置可将固体置于多孔隔板上,关闭弹簧夹,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,故优点是:可以控制反应的发生和停止;
(5)用D装置收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,应从b端通入,二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,检验二氧化碳收集满的方法是:将燃着的木条放在c口,木条熄灭,说明已经集满;
【变式02】(2026·辽宁朝阳·模拟预测)化学是一门以实验为基础的学科,如图是实验室制取气体的实验装置图,回答下列问题:
(1)图中仪器a的名称是______。
(2)用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为______,要收集较纯净的氧气,应从图一中选择的收集装置是______ 填序号,若收集到的氧气不纯,可能的原因是______、______;若要制取氧气,需要的高锰酸钾的质量为______。
(3)实验室用制取的试剂是______,选择 C装置相比A装置作为发生装置的优点是______;为制得的水溶液,从图二装置G的______选填“m”或“n”端通入。将的水溶液转移至烧杯,并组装装置如图H所示,置于阳光下一段时间,观察到有气泡产生,检验该气体的方法是______。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) F 导管口的气泡没有连续均匀冒出时就开始收集; 收集前集气瓶内没有装满水
(3) 石灰石或大理石与稀盐酸 能控制反应的开始与停止 将带火星的木条伸入收集到的气体中,观察木条是否复燃,若木条复燃则说明该气体是氧气。
【详解】(1)仪器a的名称是长颈漏斗。故答案为:长颈漏斗;
(2)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;
排水法收集的氧气比较纯净,故选F;
若收集到的氧气不纯,可能的原因是导管口的气泡没有连续均匀冒出时就开始收集,或收集前集气瓶内没有装满水;
解:设若要制取氧气,需要的高锰酸钾的质量为x
故要制取氧气,需要的高锰酸钾的质量为。
(3)实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳;
C装置中,打开止水夹,反应发生,关闭止水夹,产生的气体无法排出,则装置中的压强增大,气体将液体压入到烧杯中,固液分离,反应停止,则该装置的优点为:能控制反应的开始与停止;
若想制取二氧化碳的水溶液,可将二氧化碳从装置G中m端通入,这样二氧化碳与水接触更充分;
新鲜绿色水草在光照作用下会进行光合作用,会产生氧气,而氧气能使带火星的木条复燃,故检验氧气的方法为将带火星的木条伸入收集到的气体中,观察木条是否复燃,若木条复燃则说明该气体是氧气。
考向02 气体制备的基本操作与误差分析
典例引领
【典例01】(25-26九年级下·辽宁盘锦·月考)在实验室可以选择如图装置制取气体。
(1)实验室里用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气,应选的一套装置为______(填字母序号),该实验试管炸裂可能的原因是______。
(2)实验室制取CO2的发生装置可选用B或C,请将图方框中B装置的长颈漏斗补画完整。
(3)与B装置相比,C装置的主要优点是______。
(4)氧气可采用D装置收集并采用带火星的木条检验,这利用了氧气的哪些性质?______。
(5)若用G装置采用排水法收集O2,请简述操作步骤______。
(6)通常情况下,氨气(NH3)是一种无色、极易溶于水,密度比空气小的气体。实验室可用加热熟石灰和氯化铵固体混合物的方法制取氨气,则实验室制取氨气,应选的一套装置为______(填字母序号,写一套即可)
(7)用H装置验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是水或二氧化碳,以下操作:①从b端通氮气;②从分液漏斗中滴加适量水;③从a端通二氧化碳;④将用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中。正确的操作顺序是______(填字母)。
A.④②①③ B.④③①②③ C.④③②①
(8)装置I是某同学绘制的简易制氧机模型图,已知试剂甲是过氧化氢溶液,试剂乙为二氧化锰,A室中水的作用______。写出用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式______。
【答案】(1) AD 用酒精灯内焰加热等
(2)
(3)控制反应的开始与停止
(4)氧气不易溶于水,且不和水反应,氧气具有助燃性
(5)先将装置装满水,再将氧气从d管通入
(6)AE
(7)B
(8) 可通过产生气泡的速率观察氧气的生成速率
【详解】(1)高锰酸钾制取氧气的反应为加热固体的反应,发生装置选A,排水法收集的氧气较纯净,且氧气不易溶于水,收集装置选D;
加热固体时,试管炸裂,可能原因为:用酒精灯内焰加热、试管外壁有水、试管口向上(冷凝水倒流)、实验结束后先熄灭酒精灯(水槽中的水倒吸)等。
(2)装置B中,为了防止产生的气体从长颈漏斗中逸出,则长颈漏斗下端应伸入液面以下,图为:。
(3)C装置中,可将固体放在多孔隔板上,关闭弹簧夹,产生的气体使装置中的压强增大,将液体压入长颈漏斗中,使固液分离,反应停止,则该装置能控制反应的开始与停止。
(4)D装置为排水法收集装置,氧气不易溶于水,且不和水反应,可用该装置收集,且氧气具有助燃性,则能用带火星的木条检验。
(5)氧气密度比水小,若用G装置采用排水法收集O2,应先将装置装满水,再将氧气从d管通入。
(6)实验室制取氨气的反应为加热固体的反应,发生装置选A,且氨气极易溶于水、密度比空气小,则收集装置选E或G。
(7)本题验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是水或二氧化碳,所以将石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中,从a端通二氧化碳,此时紫色小花不变色;然后从b端通氮气将广口瓶中二氧化碳排出,接着从分液漏斗中滴加适量水,纸花仍不变色;最后从a端通二氧化碳,纸花变红。即:④③①②③,故选B。
(8)将氧气通入水中,可通过产生气泡的速率观察氧气的生成速率;
过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:。
方法透视
解题思路
第一步:查操作顺序
装置组装后是否先检查气密性?加热前是否预热?收集完毕后是否先撤导管后熄灯?
第二步:查装置细节
试管口是否略向下倾斜?长颈漏斗是否液封?导管是否伸入瓶底?高锰酸钾制氧是否塞棉花?
第三步:查收集时机
排水法是否等气泡连续均匀冒出再收集?排空气法是否将导管伸到底部?
第四步:查药品用量
药品是否足量?浓度是否合适(如盐酸是否太稀)?
第五步:根据现象反推错误
气体不纯、收集不满、倒吸、试管炸裂等,对应找出操作失误。
答题模板
分析气体不纯的原因
氧气:①排水法收集时,集气瓶未装满水;②未等导管口有连续均匀气泡冒出就开始收集;③排空气法收集时,导管未伸入集气瓶底部;④装置漏气。
二氧化碳:盐酸有挥发性,随制取出来的二氧化碳一起被收集了。
分析收集不满的原因
①装置漏气(如长颈漏斗未液封、橡皮塞未塞紧);②药品不足或浓度太低(如盐酸浓度过稀);③长颈漏斗下端未液封,气体逸出;④收集时间不足。
分析试管炸裂的原因
①试管口向上倾斜(冷凝水倒流);②加热前未预热;③排水法收集完毕后,先熄灭酒精灯,后撤导管(水倒吸);④试管外壁有水;⑤试管接触到灯芯。
变式演练
【变式01】下列与氧气有关的实验操作不正确的是
A.制取 B.干燥
C.收集 D.验满
【答案】C
【分析】考查氧气的实验室制法、氧气的收集、验满及干燥。
【详解】A、双氧水在二氧化锰催化下能分解成氧气和水,可以用来制取氧气,选择分液漏斗制取氧气时,分液漏斗有活塞,所以下端管口不需要伸入液面以下,二氧化锰是固体药品,要放在锥形瓶中,故A正确;
B、浓硫酸有吸水性,可用来干燥气体,气体进出方向为“长进短出”,若气体从短导管进,会使瓶内压强增大,把浓硫酸压出瓶外,故B正确;
C、氧气密度比空气略大,沿短导管进入,气体会沉积在集气瓶下方,进而从长导管出去,起不到收集作用,故C不正确;
D、氧气具有助燃性,验满时将带火星的小木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明氧气收集满了,故D正确;
故选C。
【变式02】(2026·辽宁沈阳·模拟预测)实验是学习化学的重要途径。
【气体制取实验】
(1)仪器a的名称是________。
(2)实验室制取干燥的二氧化碳,所选用的收集装置为________,可以用________检验收集的二氧化碳已经集满。
(3)用F来测量生成二氧化碳的体积,其中在水面上放一层植物油的目的是____________。
(4)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为_________,用E装置收集氧气时,所收集到氧气不纯的原因可能是:________(写出一条即可)。
【探究金属的化学性质】
(5)完成下列表格
实验示意图
实验现象
解释与结论
甲试管中无明显现象,乙试管中金属表面有_____产生
金属可以和酸反应;锌的金属活动性比铜____(填“强”或“弱”)
铁片表面有__色固体析出
金属可以和盐溶液反应,试管中发生反应的化学方程式为________。
【答案】(1)锥形瓶
(2) C 燃着的木条
(3)防止二氧化碳溶于水并与水反应
(4) 集气瓶没有装满水(合理即可)
(5) 气泡 强 红 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是锥形瓶;
(2)二氧化碳密度比空气大,能溶于水,只能用向上排空气法收集,收集装置为C,二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧,能使燃着的木条熄灭,所以可以用燃着的木条放在集气瓶口检验收集的二氧化碳已经集满,若木条熄灭,则证明二氧化碳已收集满;
(3)因为二氧化碳能溶于水且能与水反应,所以用F来测量生成二氧化碳的体积时,在水面上放一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水并与水反应;
(4)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;
E装置(排水法)收集氧气时,所收集到的氧气不纯的原因可能有集气瓶没有装满水,里面留有空气,未等气泡连续均匀冒出就开始收集等;
(5)甲试管中铜片与稀盐酸无明显现象,说明铜在金属活动性顺序中位于氢之后,不能与稀盐酸发生反应,乙试管中锌片与稀盐酸反应,金属表面有气泡产生,因为锌在金属活动性顺序中位于氢之前,能与稀盐酸发生反应生成氢气,由上述现象可知,锌能与酸反应而铜不能,所以锌的金属活动性比铜强;
铁片放入硫酸铜溶液中,铁片表面有红色固体析出,这是因为铁的金属活动性比铜强,铁能将硫酸铜溶液中的铜置换出来,反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
考向03 气体的检验、除杂与干燥
典例引领
【典例01】(2024·辽宁丹东·二模)根据下列装置图回答问题:
(1)若选择 A 用氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气,需要添加一种玻璃仪器为_____,同时对 A 装置需进行一下改正,改正的方法是_____,该反应的化学方程式为_____。
(2)实验室制氨气(NH3)也可以用上述(1)改正后的发生装置,请同学们猜测一下制氨气所用药品的状态是_________。已知氨气是一种密度比空气小,极易溶于水的、有强烈刺激性气味的气体,其水溶液为氨水,收集氨气的装置最好选择 G, 不选 F,选 G 的优点是_____。
(3)用过氧化氢和二氧化锰制取氧气时,往往选用 C 装置来代替 B 装置,原因是C装置能_____。
(4)小华在实验室制取二氧化碳,在加入药品时使用了浓度较大的盐酸,她要除去杂质,得到纯净干燥的二氧化碳,需将发生装置的导管口与下列所选装置的导管口相连接,连接的顺序是_____,然后再通入集气瓶中。写出除去杂质的化学反应方程式_____。
【答案】(1) 酒精灯 将试管口略向下倾斜
(2) 固态 防止氨气污染空气
(3)可以控制反应速率
(4) ghab
【详解】(1)若选择A用氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气,其原理是氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气,因此需要添加一种玻璃仪器为酒精灯;
给试管中的固体药品加热时,为防止试管口产生的冷凝水倒流使试管炸裂,试管口应略向下倾斜,故对A装置的改进方法是将试管口略向下倾斜;
氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气,化学方程式为;
(2)(1)中改正后的发生装置A为固体加热型发生装置,可用于实验室制氨气,说明制氨气所用药品的状态是固态;
已知氨气密度比空气小且极易溶于水,应采用向下排空气法收集,即装置F或G,其中用F装置收集氨气时可能会有氨气逸散到空气中,造成空气污染,而用G装置收集氨气时可防止氨气污染空气,又可防止水倒吸,故其优点是防止氨气污染空气;
(3)C装置能通过分液漏斗控制液体药品的滴加速率,从而控制反应速率;
(4)浓度较大的盐酸会挥发出氯化氢气体,为了得到纯净干燥的二氧化碳,则需要除去二氧化碳中混有的氯化氢气体和水蒸气,氯化氢能与饱和碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、二氧化碳和水,应选用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,不选用烧碱溶液、澄清石灰水的原因是烧碱溶液和澄清石灰水均能与氯化氢、二氧化碳发生反应;浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳反应,可用于干燥二氧化碳,应选用浓硫酸除去水蒸气,由于气体通过饱和碳酸氢钠溶液时会带出部分水蒸气,所以净化装置应连接在干燥装置之前,且为了使气体与饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸充分接触,气体应从长导管进、短导管出,故所选装置的导管口连接顺序是ghab;
除去氯化氢气体时发生的反应是氯化氢与饱和碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为。
方法透视
解题思路
第一步:明确目的
是要检验气体(证明是什么)、除杂(去掉杂质气体)还是干燥(除去水蒸气)?
第二步:选对试剂
根据气体和杂质的性质差异,选择能吸收杂质而不吸收目标气体(或与目标气体反应产生明显现象)的试剂。
第三步:确定顺序
先除杂后干燥(气体先通过溶液,再通过干燥剂);检验水蒸气要放在最前面(气体通过溶液后会带出水蒸气)。
答题模板
检验气体
① 将带火星的木条伸入瓶中,若木条复燃,则证明该气体是氧气。
② 将气体通入澄清石灰水中中,若澄清石灰水变浑浊,则证明该气体是二氧化碳。
常见杂质气体除杂
目标气体
杂质气体
除杂试剂及方法
CO₂
HCl
通过饱和NaHCO₃溶液(HCl + NaHCO₃ → NaCl + H₂O + CO₂↑)
CO₂
H₂O
通过浓硫酸
H₂
HCl
通过NaOH溶液(或水)→ 再通过浓硫酸干燥
H₂
H₂O
通过浓硫酸 或 碱石灰
O₂
H₂O
通过浓硫酸
CO₂
CO
通过灼热CuO(但一般不考,因为CO不易除)
干燥剂选择
·
①浓硫酸:酸性干燥剂,可干燥酸性或中性气体(O₂、CO₂、H₂、CO、HCl等),不能干燥碱性气体(如NH₃)。
②碱石灰(NaOH+CaO) :碱性干燥剂,可干燥碱性或中性气体(H₂、O₂、NH₃等),不能干燥酸性气体(CO₂、SO₂、HCl等)。
③无水氯化钙:中性干燥剂,可干燥大多数气体(但不能干燥NH₃)。
洗气瓶接口判断
应从长管(a端)通入,短管(b端)导出,即长进短出。目的是使气体充分接触浓硫酸,干燥更彻底。
易错提醒
1.检验CO₂用澄清石灰水,不能用燃着木条(因为不支持燃烧的气体不一定是CO₂,如N₂)。
2.除去CO₂中的HCl,用饱和NaHCO₃溶液,不能用NaOH(会吸收CO₂),也不能用水(HCl溶于水但CO₂也微溶)。
3.干燥CO₂不能用碱石灰或NaOH固体,只能用浓硫酸。
4.先除杂后干燥:气体通过溶液后会带出水蒸气,所以最后一步才干燥。
5.检验水蒸气要放在气体通入溶液之前(否则溶液会引入水蒸气)。
变式演练
【变式01】(辽宁鞍山·三模)某实验小组进行制取气体,请结合如图回答问题。
(1)图中a的仪器名称:_____。
(2)实验室可用A装置制取CO2,其化学方程式为______,若将A改为B,其优点是______。若用装置E收集CO2,并测量生成的CO2气体的体积,其中在水上放一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水,装置E中植物有上方的空气对测量CO2的体积______(填“有”或“没有”)影响。
(3)为得到纯净、干燥的CO2,除杂装置导管口的正确连接顺序是_____(填数字)。
(4)装置C充满水,要想排出装置C中的水,使它充满O2,则氧气应从______(填“1”或“2”)通入。
(5)如图F是收集某气体的装置,由实验装置推测该气体的有关性质可能是______(选填字母)。
选项
A
B
C
D
密度比空气
大
大
小
小
溶于水中所得溶液的pH
>7
<7
>7
<7
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 可以控制反应的发生和停止 没有
(3)4、3、1、2
(4)2
(5)C
【详解】(1)图中a的仪器名称为长颈漏斗;
(2)实验室常用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应制取二氧化碳,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
若将A改为B,B装置中当打开止水夹时,长颈漏斗内的液体进入U形管,使管内液面上升到多孔隔板以上,与固体试剂接触,开始反应;当关闭止水夹时,产生的气体无法排出,在U形管上半部分聚积,使内部气压增大,将液体压回到长颈漏斗,使液面降到多孔隔板以下,使反应物相互分离,反应停止,故其优点是:可以控制反应的发生与停止;
二氧化碳能溶于水,能与水反应生成碳酸,若用装置E收集CO2,并测量生成的CO2气体的体积,其中在水上放一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水,装置E中排出水的体积即为生成二氧化碳的体积,所以植物油上方的空气对测量CO2的体积没有影响;
(3)因为盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳气体中可能含有氯化氢气体和水蒸气,二氧化碳不和饱和碳酸氢钠溶液反应,氯化氢气体能和饱和的碳酸氢钠溶液反应,所以能用饱和的碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢气体,浓硫酸具有吸水性,二氧化碳不和浓硫酸反应,然后可以用浓硫酸干燥二氧化碳气体,除杂装置中气体应该长进短出,所以为了得到纯净、干燥的CO2,除杂装置导管的正确连接顺序是:4、3、1、2;
(4)氧气不易溶于水,可用排水法收集,氧气的密度比水小,若装置C充满水,要想排出装置C中的水,使它充满O2,应该短进长出,故氧气应从2通入;
(5)F装置中是用氢氧化钠固体干燥气体,说明该气体溶于水溶液呈碱性,pH大于7;且收集气体的装置是短进长出,说明该气体的密度比空气小,可用倒置的漏斗用水处理尾气,说明该气体易溶于水,故选:C。
【变式02】(2026·辽宁朝阳·一模)化学是一门以实验为基础的科学,化学所取得的丰硕成果,是与实验的重要作用分不开的。结合下列实验装置图(本题的所有夹持仪器均已省略)回答问题:
(1)图中仪器①④的名称:①___________、④___________。
(2)实验室制取氧气,某同学设计了图F的装置,并用仪器③收集氧气。其中,仪器①中盛放的试剂应为___________,图中收集氧气的方法为___________,能用此方法收集氧气的理由是___________。
(3)A中发生反应的化学方程式为:___________。如果将A、E装置连接时,应将A装置的导管a与E装置的导管___________(选填“b”或“c”)相连接。检验E装置中二氧化碳已收集满的操作是___________。
(4)将A、B装置连接,观察到的现象是___________。
(5)将A、C装置连接,可用来检验二氧化碳气体,该反应的化学方程式为:___________。
(6)用E装置收集一瓶二氧化碳气体,取下双孔橡皮塞,将瓶中的气体沿D装置烧杯左侧内壁缓慢倒入,观察到的现象是___________,这些现象说明二氧化碳具有的性质有___________(任填一种)。实验室现需要制得4.4g二氧化碳,至少需要___________g溶质质量分数为3.65%的稀盐酸。
【答案】(1) 分液漏斗 烧杯
(2) 过氧化氢溶液(或双氧水,溶液) 排水法 氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应
(3) c 将燃着的木条放在E装置的导管b口,若木条熄灭,证明二氧化碳已收集满
(4)紫色石蕊试液变为红色
(5)
(6) 下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭 密度比空气大(或不能燃烧、也不支持燃烧) 200
【详解】(1)仪器①是分液漏斗,带活塞,可控制液体滴加速率,用于添加液体试剂;仪器④是烧杯,常用于盛放液体、承接反应产物或作为反应容器。
故填:分液漏斗;烧杯。
(2)F 装置为固液不加热型发生装置,对应过氧化氢(双氧水)制氧气的反应化学方程式为,仪器①(分液漏斗)中试剂为过氧化氢溶液(或双氧水,溶液)(锥形瓶中先放二氧化锰作催化剂);
收集方法为排水集气法(F 中集气瓶装满水,气体从短管进,水从长管排入烧杯);
收集理由是氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应(排水法适用于难或不易溶于水、不与水反应的气体)。
故填:过氧化氢溶液(或双氧水,溶液);排水法;氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应。
(3)A中是大理石()与稀盐酸反应的化学方程式为;
二氧化碳密度比空气大,用向上排空气法收集,E装置需 “长进短出”(气体从长管c进入,沉在瓶底,空气从短管b排出),所以A的导管a与E的导管c连接;
验满操作是将燃着的木条放在E装置的导管b口,若木条熄灭,证明二氧化碳已收集满(利用二氧化碳不支持燃烧的性质)。
故填:;c;将燃着的木条放在E装置的导管b口(或集气瓶口),若木条熄灭,证明二氧化碳已收集满。
(4)B 中是紫色石蕊试液,二氧化碳与水反应生成碳酸,其反应的化学方程式为,碳酸呈酸性,使紫色石蕊试液变红,所以现象是紫色石蕊试液变为红色。
故填:紫色石蕊试液变为红色。
(5)C中是澄清石灰水(),二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,其反应的化学方程式为(该反应是检验二氧化碳的特征反应)。
故填:。
(6)现象为将二氧化碳沿烧杯左侧内壁缓慢倒入,下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭;
性质说明:二氧化碳密度比空气大(沉在下方,使下层蜡烛先接触),且不能燃烧、也不支持燃烧(使蜡烛熄灭)(任填一种即可);
实验室制取二氧化碳的反应方程式为,的相对分子质量为,的相对分子质量为,设需要溶质HCl的质量为x,
解得
稀盐酸溶质质量分数为,则稀盐酸质量为,所以至少需要该稀盐酸。
故填:下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭;密度比空气大(或不能燃烧、也不支持燃烧);200。
考向04 多功能瓶的使用
典例引领
【典例01】(25-26九年级上·辽宁铁岭·期末)实验是学习化学的重要途径。如图是实验室常用的装置,请回答下列问题:
(1)图中仪器①的名称是________。
(2)实验室用装置A加热高锰酸钾制氧气,该装置有一不足之处,改进措施是________,发生反应的化学方程式为________,若使用装置C收集一瓶氧气,则收集氧气最适宜的时刻是________;若使用装置D收集一瓶氧气,氧气由________(填c或d)端进入。
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,从图中选择的发生装置是________(填字母),发生反应的化学方程式为________。
(4)某兴趣小组的同学连接B、F、G装置进行实验,若实验时F装置中蜡烛燃烧熄灭,说明气体的化学性质是________,G装置中变浑浊,发生反应的化学方程式为________。
(5)硫化氢()是一种能溶于水、密度比空气大的气体。实验室采用FeS固体与稀硫酸在装置B中反应制取,在加入药品前应________。若用装置B收集硫化氢,气体应从________(填“a”或“b”)端通入。
【答案】(1)试管
(2) 在试管口放一团棉花 待导管口有连续均匀的气泡冒出时 d
(3) B
(4) 不燃烧也不支持燃烧
(5) 检查装置的气密性 a
【详解】(1)仪器①的名称是试管;
(2)高锰酸钾制取氧气的实验中,需在试管口放一团棉花,防止固体粉末进入导管而堵塞;高锰酸钾在加热的条件下分解成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为:;装置C是排水法收集氧气,初始气泡是装置内的空气,此时收集会导致气体不纯,所以待导管口有连续均匀的气泡冒出时,再收集氧气;用装置D排水法收集氧气,因氧气不易溶于水,气体应从短管(d)进入,将水从长管(c)排出;
(3)大理石(固体)和稀盐酸(液体)反应,不需要加热,选固液常温型装置B;大理石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:;
(4)实验时F装置中蜡烛燃烧熄灭,说明该气体(二氧化碳)能隔绝氧气,不燃烧也不支持燃烧的性质;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,G装置中变浑浊,发生反应的化学方程式为:;
(5)制取气体前需确保装置不漏气,防止气体逸出,故在加入药品前应检查装置的气密性;硫化氢的密度比空气大,若用装置B收集硫化氢,气体应从短管(a)进入,将空气从长管(b)排出。
方法透视
解题思路
第一步:明确用途
1.收集气体(排空气法或排水法)
2.洗气(除杂、干燥、检验)
3.测量气体体积
第二步:根据用途和气体密度确定进出口
1.排空气法收集气体:密度比空气大 → 长进短出;密度比空气小 → 短进长出
2.排水法收集气体:瓶内装满水 → 短进长出(水从长管排出)
3.洗气(除杂、干燥、检验):气体必须通过溶液 → 长进短出
4.测量气体体积:瓶内装满水 → 短进长出,排出水的体积即为气体体积
答题模板
用多功能瓶收集气体
题干:用多功能瓶收集密度比空气大的气体(如CO₂),气体应从哪端通入?
模板:“气体应从长管通入,短管导出,即长进短出。”
题干:用多功能瓶收集密度比空气小的气体(如H₂),气体应从哪端通入?
模板:“气体应从短管通入,长管导出,即短进长出。”
用多功能瓶排水法收集气体
先将瓶中装满水,气体从短管通入,水从长管排出。
易错提醒
1.排空气法:无论向上还是向下,导管都要伸入瓶底(接近底部),否则空气排不净,气体不纯。
2.排水法:瓶内必须装满水(不能有气泡),气体从短管进,水从长管出;若从长管进气,水无法排出。
3.洗气:必须长进短出,否则气体直接从短管出去,不经过溶液,无法除杂或干燥。
4.测量气体体积:与排水法相同(短进长出),用量筒接排出的水,读数即气体体积。
变式演练
【变式01】(25-26九年级下·辽宁盘锦·开学考试)实验是学习化学的重要途径。
Ⅰ.气体制取 根据所给装置回答下列问题。
(1)仪器a的名称为___________。
(2)实验室若选用A、G装置制取氧气,则将导管伸入盛满水的集气瓶的最佳时机是___________。
(3)实验室用A装置制取的化学反应方程式为:___________。
(4)块状二氧化锰作催化剂用过氧化氢溶液制取氧气:为控制反应随开随用、随关随停,需用___________(从B、C、D中选择)和E装置。
(5)如图装置可以进行多种实验:
①检验:瓶中加入适量的___________。
②干燥:瓶中加入适量的浓硫酸,气体从___________(填“b”或“c”)端通入。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)当导管口有连续的均匀的气泡冒出时
(3)
(4)C
(5) 澄清石灰水 b
【详解】(1)图中a为长颈漏斗;
(2)初始排出的气泡是装置内的空气,待气泡连续均匀冒出时,空气已排尽,此时收集的氧气更纯净;
(3)A为固体加热型发生装置,试管口有棉花,是高锰酸钾加热制氧气的反应,化学方程式为;
(4)C装置有多孔隔板,关闭活塞时,装置内压强增大,液体被压回长颈漏斗,固体液体分离,反应停止;打开活塞,液体流下,固液接触,反应发生,可实现随开随用、随关随停;
(5)①检验二氧化碳的专属试剂是澄清石灰水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故填澄清石灰水;
②干燥气体需要“长进短出”,气体从长管b通入,才能充分和浓硫酸接触,达到干燥效果;
【变式02】(25-26九年级上·辽宁鞍山·月考)利用如图所示装置(箭头表示气体或液体流向)可实现的实验是
A.瓶内装满水,用排水法收集H2
B.瓶内装满水,用排水法测定O2的体积
C.瓶内装澄清石灰水,检验混合气体中含有的CO2
D.瓶内装澄清石灰水,除去CO2气体中混有的CO
【答案】C
【详解】A、氢气难溶于水且密度比水小,用排水法收集氢气,应“短进长出”,气体从短导管进入,把水从长导管排出,该选项错误;
B、氧气不易溶于水且密度比水小,用排水法测定氧气的体积,应“短进长出”,气体从短导管进入,把水从长导管排出,该选项错误;
C、瓶内装澄清石灰水,检验混合气体中含有二氧化碳,应“长进短出”,把气体从长导管直接通入澄清石灰水中,这样反应比较充分,该选项正确;
D、澄清石灰水与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,澄清石灰水和一氧化碳不反应,不但不能除去一氧化碳,反而除去了二氧化碳,该选项错误。
故选:C。
题●型●训●练
1.(25-26九年级上·辽宁沈阳·月考)关于实验室制取氢气,下列说法不正确的是
A.所用药品为锌粒和稀硫酸 B.可采用向上排空气法收集
C.可采用排水集气法收集 D.点燃实验室制取的氢气前,应先进行验纯
【答案】B
【详解】A、实验室制取氢气常用锌粒和稀硫酸,故选项说法正确;
B、氢气密度小于空气,需用向下排空气法收集,故选项说法错误;
C、氢气难溶于水,可用排水法收集,故选项说法正确;
D、氢气易燃,点燃前需验纯以防爆炸,故选项说法正确;
故选:B。
2.(25-26九年级上·辽宁营口·月考)实验室加热高锰酸钾制取氧气,并用排水法收集的主要操作步骤如下:①点燃酒精灯,加热试管②检查装置气密性③将高锰酸钾装入试管,管口放一团棉花,塞上带导管的单孔塞④将导管从水中取出⑤用排水法收集⑥熄灭酒精灯⑦将试管固定在铁架台上。正确的操作顺序是
A.②③⑦①⑤⑥④ B.③②⑦①⑤⑥④
C.③②⑦①⑤④⑥ D.②③⑦①⑤④⑥
【答案】D
【详解】加热高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的操作顺序可记为口诀“查(检查气密性)、装(装药品)、定(固定装置)、点(点燃酒精灯加热)、收(收集气体)、移(移出导管)、熄(熄灭酒精灯)”,且实验结束后必须先移导管再熄灭酒精灯,防止水倒吸炸裂试管,故选D。
3.(2024·四川泸州·一模)以下是气体制备及净化装置。下列说法正确的是
A.甲装置和乙装置一样可以控制反应的发生和停止
B.乙装置中的止水夹M处于开启状态
C.丙装置可以吸收易溶于水或与水反应的气体
D.丁装置可以干燥CO气体,气体从b端进入甲
【答案】C
【详解】A、甲装置可以通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应的速率,乙装置可以通过M打开和关闭来控制固体和液体的接触和分离,从而控制反应的发生和停止,甲装置不能控制反应的发生和停止,故说法错误;
B、通过图示可以看出,在乙装置中,固体药品和液体药品分离,则乙装置中的止水夹M处于关闭状态,故说法错误;
C、丙装置可以吸收易溶于水或与水反应的气体,因为丙装置中的漏斗可以防止倒吸,故说法正确;
D、浓硫酸具有吸水性,且与CO不反应,可用丁装置可以干燥CO气体,为了使CO气体与浓硫酸充分接触,气体从a端进入甲,而不是气体从b端进入甲,故说法错误。
故选C。
4.(2026·辽宁·一模)如图分别是实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置。完成气体制取的操作中,正确的一项是
A.均不需检查装置气密性 B.均可用药匙装入固体试剂
C.均需在试管口放棉花 D.均可用向上排空气法收集气体
【答案】D
【详解】A、制取任何气体前都必须检查装置气密性,防止装置漏气,收集不到气体,不符合题意;
B、实验室制取氧气所用的试剂是高锰酸钾(图示装置是固体加热反应制取氧气,适用于加热高锰酸钾制取氧气),高锰酸钾属于粉末状固体,需要用药匙取用,而实验室制取二氧化碳所用的固体试剂是大理石(或石灰石),属于块状固体,应用镊子夹取,不符合题意;
C、实验室制取氧气的发生装置适用于加热高锰酸钾制取氧气,需要在试管口塞一团棉花,防止加热时试管内粉末状物质进入导管,制取二氧化碳的发生装置不需要在试管口塞一团棉花,不符合题意;
D、氧气和二氧化碳的密度都大于空气,均可用向上排空气法收集,符合题意。
故选D。
5.(2026·辽宁阜新·模拟预测)实验是学习化学的重要途径。
Ⅰ.实验室中气体的制取
(1)①实验室中制取应选用的化学试剂为______(填名称)和稀盐酸,为了得到平稳的气流,应选用下列装置中的______(填序号)作为发生装置。
②反应原理:利用A装置制取的化学方程式为:_____,试管口塞棉花的作用:____。
③实验室收集时不选用E的原因是__________。
Ⅱ.完成下列实验报告
(2)
示意图
实验现象
分析与结论
铝丝上附着红色固体溶液由蓝色变为_________色
化学反应原理_________(用化学方程式表示)
碘在水中几乎不溶解碘在汽油中溶解,溶液呈深红色
物质的溶解性与_________有关
试纸变为红色
按照如图操作进行实验,会使测得的稀盐酸的pH_________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
蒸发皿中有白色晶体析出
当蒸发皿中出现_________时停止加热
【答案】(1)
大理石或石灰石 C 防止加热时固体粉末进入导管 氢气密度比空气小
(2) 无 溶剂的种类(或溶剂的性质) 偏大 较多固体
【详解】(1)①实验室制取二氧化碳用大理石(或石灰石,主要成分为碳酸钙)和稀盐酸反应;要得到平稳气流,需要控制反应速率,装置C的分液漏斗可控制液体滴加速度,从而得到平稳气流,因此选C。
②装置A是加热固体制氧气,试管口塞棉花,是高锰酸钾受热分解制氧气,据此写出化学方程式;
棉花的作用是防止固体粉末随气流进入导管,堵塞导管。
③E是向上排空气法,适用于收集密度比空气大的气体,氢气密度比空气小,因此不能用E收集。
(2)铝和硫酸铜反应,蓝色的硫酸铜被消耗,生成无色的硫酸铝,因此溶液由蓝色变为无色;铝和硫酸铜发生置换反应,生成硫酸铝和铜,据此可以写出化学方程式。
该实验中溶质相同(都是碘),溶剂种类不同,溶解性不同,说明物质溶解性与溶剂的种类(性质)有关。
潮湿的点滴板会稀释稀盐酸,使稀盐酸酸性减弱,pH越大酸性越弱,因此测得的pH比实际值偏大。
蒸发结晶时,当蒸发皿中出现较多固体时停止加热,利用余热蒸干剩余液体,防止固体飞溅。
6.(25-26九年级上·辽宁鞍山·月考)某班同学在实验室制取气体并进行有关探究。
Ⅰ.用高锰酸钾制取氧气
(1)若选如图为发生装置,a处需补充仪器的名称是___________。
(2)发生反应的化学方程式为___________。
(3)排水法收集氧气完毕,先将导管从水槽中取出再熄灭酒精灯,原因是___________。
Ⅱ.用块状石灰石制
(4)石灰石的主要成分是碳酸钙,实验室制取不用纯净的碳酸钙粉末,原因是___________。
(5)用图1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要的仪器有___________(填字母序号)。
(6)利用图2验证能与水反应生成酸性物质。
①试管中的物质X为___________。
②通入后可观察到的现象为___________。
(7)写出检验二氧化碳气体时所发生反应的化学方程式___________。
Ⅲ.数字化实验探究
用向上排空气法收集时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭真的集满了吗?小组同学进行如下探究:先向图3中的三颈烧瓶持续通,将燃着的木条置于右侧瓶口观察其是否熄灭,同时用传感器测定瓶内氧气体积分数的变化情况,结果如图4所示。
(8)图3中通的导管末端应处于___________(填“A”或“B”)位置。
(9)图4中C点处燃着的木条熄灭,此时瓶内的体积分数约为___________。
(10)通常不用排水法收集二氧化碳的理由是___________。
(11)在其他条件相同时,四组同学分别用排水法和向上排空气法收集相同体积的二氧化碳,记录所用时间见下表。
小组号
1
2
3
4
排水法
35秒
43秒
43秒
43秒
排空气法
1分57秒
1分15秒
1分4秒
1分12秒
请你对的两种收集方法做出客观评价:___________。
【答案】(1)酒精灯
(2)
(3)防止水槽中的水倒吸入试管,使试管炸裂
(4)碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率太快,不利于气体收集
(5)AC
(6) 石蕊试液 溶液变红色
(7)
(8)B
(9)60%/61.9%
(10)二氧化碳能溶于水且能与水反应
(11)排水法收集二氧化碳所需时间短,收集的气体较纯净,但不适用于制取大量二氧化碳且收集的气体不干燥;向上排空气法收集二氧化碳所需时间相对较长,收集的气体不如排水法纯净,但操作简单,适用于制取大量二氧化碳且收集的气体干燥。
【详解】(1)若选该图为发生装置,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,用高锰酸钾制取氧气需要加热,a 处需补充仪器的名称是酒精灯。
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,发生反应的化学方程式为 。
(3)排水法收集氧气完毕,先将导管从水槽中取出再熄灭酒精灯,先熄灭酒精灯,试管内温度下降,气压下降,原因是防止水槽中的水倒吸入试管,使试管炸裂。
(4)实验室制取CO2不用纯净的碳酸钙粉末,原因是碳酸钙粉末与稀盐酸接触面积较大,反应速率太快,不利于气体收集。
(5)实验室制取二氧化碳,常用大理石或石灰石与盐酸反应,大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,该反应的反应物是固体和液体,不需加热,属于固、液混合不加热型,要组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要的仪器有AC(A 是锥形瓶,用作反应容器;C 是带长颈漏斗的双孔橡胶塞,可随时添加液体试剂)。
(6)①二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试液变红,以此验证二氧化碳能与水反应生成酸性物质,试管中的物质 X 为紫色石蕊试液。
②通入CO2后可观察到的现象为紫色石蕊试液变红。
(7)检验二氧化碳气体时,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所发生反应的化学方程式为 。
(8)图 3 中通CO2的导管末端应处于B位置(二氧化碳密度比空气大,用向上排空气法收集,导管应伸到集气瓶底部,便于排尽空气)。
(9)图-4所示C点处燃着的木条熄灭,此时三颈烧瓶内O2的体积分数为8%,由于氧气约占空气总体积的五分之一(或21%),则此时三颈烧瓶内空气的体积分数为(或),故此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约为1-40%=60%(或 1-38.1%=61.9%)。空气中二氧化碳约占空气体积的0.03%,占比非常小,保留一位小数对结果无影响,忽略不计。
(10)通常不用排水法收集二氧化碳的理由是二氧化碳能溶于水且能与水反应。
(11)排水法收集二氧化碳所需时间短,收集的气体较纯净,但不适用于制取大量二氧化碳且收集的气体不干燥;向上排空气法收集二氧化碳所需时间相对较长,收集的气体不如排水法纯净,但操作简单,适用于制取大量二氧化碳且收集的气体干燥。
7.(25-26九年级上·辽宁沈阳·期末)实验是学习化学的重要途径。
I.请结合以下有关气体制取和性质的实验装置回答问题。
(1)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取比较纯净的氧气。二氧化锰在反应中的作用是_____反应的化学方程式为_____,应选择的发生和收集装置是_____(填A—E序号)。
(2)将收集的氧气倒入装置F的烧杯中,观察到_____带火星的小木条先复燃(填“高处”或“低处”)。
(3)用锌粒和稀硫酸反应制取。与装置B相比,选择装置G的优点是_____。为使反应停止,应使试管内液面低于_____处(填“1”或“2”)。
II.多角度研究“水”的实验装置如下图。
(4)水的组成
①能验证水是由氢、氧元素组成的实验是_____(填序号)。
②用“”表示氢原子,“”表示氧原子。请画出实验B中玻璃管a内产生气体的微观粒子示意图_____。
(5)水的净化
实验C操作后,得到的液体一定是_____(填序号)。
A.无色 B.无味 C.澄清透明 D.纯净物
(6)水的用途
图D是铁丝在氧气中燃烧的实验,其中水的作用是:_____。
(7)水资源的保护
绿水青山就是金山银山。请你提出一条保护水资源的建议:_____。
【答案】(1) 催化 BE
(2)低处
(3) 可以控制反应的发生与停止 2
(4) AB
(5)C
(6)防止溅落的熔化物使集气瓶炸裂
(7)生活污水集中处理后再排放(或随手关闭水龙头、合理使用化肥农药等)
【详解】(1)二氧化锰在反应中起催化作用(加快过氧化氢的分解速率);
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,其反应的化学方程式为;
发生装置选 “固液不加热型” 的B,收集较纯净的氧气用排水法(E),故装置组合为BE。
故填:催化作用;;BE。
(2)氧气密度比空气大,倒入装置F后会下沉,因此低处的带火星小木条先复燃。
故填:低处。
(3)装置G的优点是可以控制反应的发生与停止(关闭活塞,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗,使液面低于多孔塑料板1处,固液分离,反应停止);
使反应停止的操作:要让锌粒与稀硫酸分离,需使试管内液面低于多孔塑料板(对应图中“2”处),此时锌粒留在多孔塑料板上,液体流下,反应停止)。
故填:可以控制反应的发生与停止;2。
(4)验证水由氢、氧元素组成的实验:实验 B(电解水):生成和,根据质量守恒定律,证明水含氢、氧元素,实验 A(氢气燃烧):燃烧生成水,证明水含氢、氧元素;
实验 B 中玻璃管a(接电源正极)产生氧气,氧气由氧分子()构成,微观粒子示意图为:(两个氧原子构成一个氧分子)。
故填:AB;。
(5)实验C是过滤,过滤只能除去不溶性杂质,得到的液体是澄清透明的(但可能含可溶性杂质,不是纯净物,颜色、气味也可能未改变)。
故选:C。
(6)实验D是铁在氧气中燃烧,水的作用是防止溅落的熔化物使集气瓶炸裂;
(7)保护水资源的建议:生活污水集中处理后再排放(或随手关闭水龙头、合理使用化肥农药等)。
故填:生活污水集中处理后再排放(或随手关闭水龙头、合理使用化肥农药等)。
8.(25-26九年级上·辽宁朝阳·期末)气体的制取是初中化学的重要内容。根据如图回答下列问题:
实验一:研究气体的制取
(1)装置B中仪器b的名称________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气需选用的发生装置是________(填字母序号),发生反应的化学方程式为________。
实验二:研究二氧化碳的制取
(3)选用药品。按下表进行实验,取等质量的同种大理石加入足量的酸(杂质不与酸反应),产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图所示。
实验编号
药品
1
块状大理石、10%的稀硫酸
2
块状大理石、7%的稀盐酸
3
粉末状大理石、7%的稀盐酸
查阅资料:稀硫酸与大理石反应生成二氧化碳,但同时生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石表面,阻止反应进行。上表中,实验1对应F中的曲线________(填“甲”“乙”或“丙”)。小组同学决定选用实验2不用实验3药品制备二氧化碳的原因是________。
(4)选择发生装置。实验小组同学在制取二氧化碳时选择B做发生装置,优点是________。
(5)选择收集方法。已知:二氧化碳在不同物质中的最大溶解能力如下表:
物质种类
水
酒精
饱和碳酸氢钠溶液
每毫升液体中溶解二氧化碳的体积
1 ml
3.6 ml
几乎不溶
利用G装置收集一瓶纯净的二氧化碳,对集气瓶中的液体进行选择。
①选择时首先排除酒精的原因是________。
②应该选择的最佳液体是________,气体应从________(填c或d)通入。
③若用纯度为80%的石灰石50 g,理论上可制得________g二氧化碳。
④鉴别二氧化碳应采用:将气体通入澄清的石灰水,发现________,反应的化学方程式为________。
【答案】(1)锥形瓶
(2) A
(3) 丙 粉末状大理石与盐酸接触面积大,反应速率过快,不易控制
(4)控制反应速率
(5) 相同条件下,二氧化碳在酒精中溶解性最强 饱和碳酸氢钠溶液 c 17.6 澄清石灰水变浑浊
【详解】(1)仪器b的名称是锥形瓶;
(2)高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,制取氧气需要加热,因此选择固体加热型的发生装置A;化学方程式为:;
(3)稀硫酸与大理石反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石表面阻止反应继续,因此反应速率先快后慢,很快停止,对应曲线丙;粉末状大理石与盐酸接触面积大,反应速率过快,不易控制,因此不用实验3;
(4)B装置可以通过分液漏斗控制液体滴加速度,从而控制反应速率;
(5)①选择时首先排除酒精的原因是:相同条件下,二氧化碳在酒精中溶解性最强,会导致大量气体溶解而无法收集到气体;
②最终选择的液体是饱和碳酸氢钠溶液(二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶)故填:饱和碳酸氢钠溶液;用G装置收集时,气体从短管c进入,液体从长管d排出;
③50g纯度为80%的石灰石中,碳酸钙质量为50g×80%=40g,解:设理论上可制得二氧化碳的质量为x,根据化学方程式:
答:理论上可制得二氧化碳的质量为17.6g。
④澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙,当二氧化碳通入时,二氧化碳与氢氧化钙发生化学反应,生成碳酸钙和水,其中碳酸钙是一种不溶于水的白色固体,会以沉淀的形式析出,因此观察到澄清石灰水变浑浊;反应的化学方程式为:。
9.(25-26九年级上·辽宁丹东·月考)化学是一门以实验为基础的学科
Ⅰ.在实验室里,常利用下列实验装置制取有关气体,并进行有关气体的性质检验。
(1)图中仪器a的名称是___________
(2)为了研究铁丝燃烧的剧烈程度与氧气浓度的关系,需要用___________(填标号)法收集几瓶不同浓度的氧气。
(3)若选择H装置采用排空气法收集氧气,验满的方法是___________。
(4)写出用高锰酸钾制取氧气的化学反应方程式:___________。
(5)B、C、D装置均可用作制取氢气的发生装置,D装置与B、C装置相比,其突出的优点是___________。关闭止水夹后,D装置中多孔隔板处依次观察到的现象是___________(用字母e、f、g进行排序)。
(6)实验室制取二氧化碳的化学反应方程式:___________,从A~G中选用的收集装置为:___________(填标号)。
Ⅱ.认识物质,总是从宏观到微观、从定性到定量不断深化。实验小组用如图所示实验,从多角度探究质量守恒定律。
(7)甲实验的化学反应方程式为___________。气球的作用是___________。
(8)乙实验的现象为___________。
(9)通过对以上实验现象及结论的分析,你获得启示是___________。
(10)丙实验镁条燃烧后的固体理论上比镁条的质量大,但是小组同学多次实验称量发现镁条质量大于生成固体物质质量,请分析出现该现象的原因___________。(写出一点即可)
(11)请你根据化学变化的微观本质分析化学反应前后质量守恒的原因___________。
【答案】(1)试管
(2)E
(3)将带火星的木条放在c端,木条复燃,说明已经集满
(4)
(5) 可以控制反应的发生和停止 gfe
(6) F
(7) 平衡压强(或缓冲气压)
(8)碳酸钠粉末溶解,烧杯中有气泡产生,天平逐渐向右倾斜
(9)验证质量守恒定律时,当有气体参与反应或生成时,必须在密闭容器中进行
(10)生成的氧化镁会以白烟的形式部分散逸到空气中,且散逸到空气中的白烟的质量大于参加反应的氧气的质量
(11)化学反应前后原子的种类、数目、质量不变
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是:试管;
(2)为了研究铁丝燃烧的剧烈程度与氧气浓度的关系,需要用排水法收集几瓶不同浓度的氧气,因为排水法可通过装水时控制集气瓶中水的体积来收集不同浓度的氧气,故填:E;
(3)若选择H装置采用排空气法收集氧气,氧气的密度比空气略大,应从b端通入,氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在c端,木条复燃,说明已经集满;
(4)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
(5)与B、C装置相比,D装置可将固体置于多孔隔板上,关闭止水夹,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开止水夹,气体导出,固液接触,反应开始,故优点是:可以控制反应的发生和停止;
关闭止水夹后,由于反应生成了气体,装置内压强增大,试管内液面下降,长颈漏斗内液面上升,最后固液分离,反应停止,故D装置中多孔隔板处依次观察到的现象是:gfe;
(6)实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可选F;
(7)甲实验中反应为铜与空气中的氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,该反应的化学方程式为:;
加热过程中,温度升高,装置内气体受热膨胀,压强增大,故气球的作用是:平衡压强;
(8)乙实验中碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,二氧化碳是气体,会散逸到空气中,导致左边质量减小,故现象是:碳酸钠粉末溶解,烧杯中有气泡产生,天平逐渐向右倾斜;
(9)甲实验中铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,空气中的氧气参与了反应,但是该反应在密闭容器中进行,待完全反应冷却至室温后,天平的示数不变,可以验证质量守恒定律,乙实验中碳酸钠与稀盐酸反应生成了二氧化碳,二氧化碳是气体,会散逸到空气中,导致左边质量减小,天平不平衡,故得到的启示是:验证质量守恒定律时,当有气体参与反应或生成时,必须在密闭容器中进行;
(10)镁在空气中燃烧生成氧化镁,根据质量守恒定律,参加反应的镁的质量与参加反应的氧气的质量和等于生成氧化镁的质量,但是生成的氧化镁会以白烟的形式部分散逸到空气中,如果散逸到空气中的白烟的质量大于参加反应的氧气的质量,镁条质量就会大于生成固体物质质量;
(11)根据化学变化的微观本质分析化学反应前后质量守恒的原因:化学反应前后原子的种类、数目、质量不变。
10.(2025·辽宁抚顺·一模)实验是学习化学的重要途径。
I.下图是实验室制取气体的常用装置和仪器,请回答下列问题。
(1)仪器m的名称是___________。
(2)用A装置作为制取O2的发生装置,应选择的试剂是___________,欲收集一瓶较纯净的氧气,还需要的装置或仪器有___________(选填装置或仪器字母序号)。
(3)下图是进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作,更能提高实验成功率的方式是___________(选填字母序号)。
(4)用B装置作为制取CO2的发生装置,其原理的化学方程式为___________。用图中装置收集CO2,检验CO2是否收集满的操作是用燃着的木条接近___________(填“g”或“h”)端,看木条是否熄灭。
Ⅱ.燃烧条件的验证。
(5)完成空白处
示意图
实验现象
解释与结论
①
小木条燃烧玻璃棒不燃烧
燃烧需要___________
②
a处白磷燃烧
b处红磷不燃烧
红磷的着火点比白磷___________(填“低”或“高”)
③
a处白磷燃烧___________
燃烧需要氧气
④
高蜡烛先熄灭
此时,d处氧气的浓度比c处的___________(填“大”或“小”)
【答案】(1)水槽
(2) 氯酸钾和二氧化锰/KClO3和MnO2 CF/FC
(3)c
(4) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ g
(5) 可燃物 高 水中白磷不燃烧 小
【详解】(1)仪器m的名称是水槽。
(2)A装置是固体加热型的发生装置,由于试管口没有棉花,制氧气所用药品是氯酸钾和二氧化锰;排水法收集的氧气比排空气法收集的氧气更纯净。欲收集一瓶较纯净的氧气,应用排水法收集,所以还需要的装置或仪器有C、F。
(3)将火柴头朝下,能加热火柴梗,会使火柴燃烧更旺,故选c。
(4)用B装置作为制取CO2的发生装置,常用大理石或石灰石与盐酸反应,大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;二氧化碳的密度大于空气,收集二氧化碳时应从长管通入,当短管处有二氧化碳逸出时,说明二氧化碳集满,二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧,能使燃着的木条熄灭,用图中装置收集二氧化碳时,其验满的方法是将燃着的木条放到g端管口,若木条熄灭,则已集满;
(5)①小木条燃烧玻璃棒不燃烧,小木条是可燃物,玻璃棒不是可燃物,说明燃烧需要可燃物。
②a处白磷燃烧,b处红磷不燃烧,a、b处温度相同且都与氧气接触,白磷能燃烧而红磷不燃烧,说明红磷的着火点比白磷高。
③a处白磷燃烧,水中白磷不燃烧。a处白磷与氧气接触能燃烧,水中白磷没有与氧气接触不燃烧,说明燃烧需要氧气。
④高蜡烛先熄灭,此时,蜡烛燃烧消耗氧气生成二氧化碳,二氧化碳受热密度变小上升,聚集在上方,所以d处氧气的浓度比c处的小。
11.(2026·辽宁铁岭·一模)实验探究是学习化学的重要方法。实验室现有高锰酸钾、稀硫酸、稀盐酸、石灰石、锌粒以及如图仪器和装置。据图回答下列问题:
(1)利用上述仪器和药品制取CO2,选择的药品是________(填名称),从①-⑧中应选择的仪器有_______(填序号)。
(2)利用上述仪器和药品制取,还缺少一种仪器,其名称为________。该反应的化学方程式为________。
(3)用装置⑨采用排空气法收集,则从导管口________进入(填“a”或“b”)。
(4)完成实验报告。
实验题目
实验装置图
实验现象
实验结论或分析
铁丝在氧气中燃烧
剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成一种________色固体。
有关反应的化学方程式________。
水通电实验
a管和b管产生气体的体积比________。
由实验可知,水是由________组成的。
向装有高低燃着蜡烛的烧杯内倾倒
燃着的蜡烛________(填“自下而上”或“自上而下”)依次熄灭。
的性质是________。
【答案】(1) 石灰石和稀盐酸 ①②③⑥
(2) 试管
(3)b
(4) 黑 2:1 氢元素和氧元素 自下而上 不燃烧、不支持燃烧,密度比空气大
【详解】(1)实验室通常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳;
该反应属于固液不加热反应,发生装置可以选择的仪器是:①②⑥,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可以选择的仪器是:③,故填:①②③⑥;
(2)根据所给药品,选择加热高锰酸钾制取氧气,该反应属于固体加热反应,还缺少反应容器试管;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
(3)用装置⑨采用排空气法收集,氢气的密度比空气小,则从导管口b端进入;
(4)铁丝在氧气中燃烧的现象是:剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成一种黑色固体;
铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,该反应的化学方程式为:;
在电解水实验中,“正氧负氢”,生成氢气和氧气的体积比约为2:1,a管中产生的气体较多,是氢气,b管中产生的气体较少,是氧气,则a管和b管产生气体的体积比为:2:1;
电解水生成氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,可得水是由氢元素和氧元素组成的;
向装有高低燃着蜡烛的烧杯内倾倒二氧化碳,可观察到燃着的蜡烛自下而上依次熄灭,蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,下层蜡烛先熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大。
12.(2026·辽宁盘锦·一模)化学是一门以实验为基础的科学。
I.现提供下列实验装置
(1)实验室用A装置制取氧气,试管中的试剂是_____;若要收集到较纯净的氧气,可选择图1中的_____装置。
(2)实验室用B装置制取二氧化碳的过程中,若要暂停反应,操作为_____。
II.致用:基于特定需求设计出简易供氧器。
(3)10g过氧化钠(Na2O2)和10g过氧化钙(CaO2)固体分别与足量水作用生成氧气的质量与时间的关系如图2所示,若给鱼池增氧,这两种试剂中最佳的是_____,理由为_____(一条合理)。
(4)兴趣小组将所选的最佳试剂装入矿泉水瓶,给鱼缸中制作了“简易供氧器”,如图3。
①向矿泉水瓶中加水的装置类似于化学仪器中的_____(填仪器名称)。
②图3氧气的导管通入鱼缸中多孔气泡石的上方,多孔气泡石可将气流切割成微米级细泡,从而_____。
III.创新:
(5)甲实验:通过①、②、③处现象的对比,可探究铁生锈的条件。通过_____处的对比(用编号表示),可知铁生锈需要氧气。植物油的作用是_____。
(6)乙实验:探究热量变化。将两装置中胶头滴管内的液体滴入铁槽中后,④、⑤中的温度均达到白磷着火点而燃烧。分析⑤中热量的来源是_____,通过④比⑤中白磷燃烧的更剧烈,得到的结论是_____。
【答案】(1) 高锰酸钾() C
(2)关闭活塞
(3) 过氧化钙(CaO2); 产生氧气速率平稳,能长时间持续供氧,适合鱼池增氧(合理即可)
(4) 长颈漏斗 增大氧气与水的接触面积,使氧气更充分溶解,提高水的溶氧量
(5) ②③ 隔绝氧气,防止空气中的氧气溶解进入水中
(6) 氢氧化钠固体溶于水放热 氧气浓度越大,燃烧越剧烈
【详解】(1)A是固体加热型发生装置,试管口放棉花,是高锰酸钾加热制氧气,故试剂为高锰酸钾;
排水法(装置C)收集的氧气纯度高于排空气法,故选C。
(2)B是带多孔隔板的可控反应装置,关闭活塞后,试管内气压增大,将液体压回长颈漏斗,固液分离,反应停止。故填:关闭活塞。
(3)由图2可知,等质量的两种物质,过氧化钙产氧总量更大,且反应速率平缓,供氧持续时间长,更符合鱼池长时间增氧的需求。
(4)①图中加水装置为长颈开口、下端伸入液面下用于添加液体,功能和结构都类似长颈漏斗;
②多孔气泡石将大气泡分割为细气泡,增大了氧气和水的接触面积,能提升氧气在水中的溶解量。
(5)探究铁生锈需要氧气,要控制变量:两组都有水,仅氧气有无不同,因此对比②(铁丝接触水+氧气)和③(铁丝接触水,无氧气),可得出铁生锈需要氧气的结论;
植物油的作用就是隔绝氧气,防止氧气溶于水,保证变量唯一。
(6)⑤中氢氧化钠固体溶于水会放出热量,使温度升高达到白磷着火点;
④中过氧化氢分解不仅放热,还生成氧气,④中氧气浓度高于⑤,因此白磷燃烧更剧烈,得出结论:氧气浓度越大,燃烧越剧烈。
13.(25-26九年级上·辽宁营口·期中)氧气是初中化学学习中非常重要的物质之一。
I.实验室制取氧气
(1)写出上述装置中标号①仪器的名称:_______。
(2)实验室中常用装置A制取氧气,写出该反应的化学方程式________,该反应属于________,(填基本反应类型);某同学在做实验时,发现刚用酒精灯加热,就有气泡放出,原因是________,该实验过程中有关安全问题不涉及的提示图标是________。
A.注意明火 B.小心用电 C.小心烫伤 D.实验后洗手
(3)实验室可用硫化亚铁固体和稀硫酸反应来制取硫化氢气体。在通常情况下硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋味的有毒气体,能溶于水且水溶液呈酸性,密度比空气大。实验室制取硫化氢应选用的发生装置是_______(填字母),若选用F 装置收集硫化氢,气体应从______( 填“m”或“n”)口进入,实验结束后剩余的硫化氢可以用氢氧化钠溶液来吸收。
(4)对装置F改进后,可用作家庭制氧机上的湿化瓶(装置G)。下列关于该装置说法正确的是_______(填字母序号)。
A.b导管连接制氧机 B.b导管连接入吸氧气的塑料管
C.可以判断是否有氧气输出 D.可以观测氧气输出的速率
Ⅱ.利用过氧化氢分解产生氧气的原理,小玲自制了一个家庭简易制氧机如图。
(5)完成下列问题。
①利用可以上下抽拉的线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是_______(答一点)。
②若想利用B装置监测产生氧气的速度,小组同学将B装置改进的措施是______(填字母)。
a.将a导管加长并伸入水面以下
b.将b导管加长并伸入水面以下
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 分解反应 加热时试管内的气体受热体积膨胀,气体排出 B
(3) B m
(4)BCD
(5) 可以控制反应的发生和停止 a
【详解】(1)由图可知,仪器①为长颈漏斗。
(2)A装置为加热固体的装置,适用于高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;
该反应为一种物质生成多种物质的反应,属于分解反应;
加热时,由于试管中的气体受热膨胀,则压强增大,导管口会有气泡产生;
A、该实验需要加热,则要注意明火,不符合题意;
B、该实验不用电,不需要该图标,符合题意;
C、该实验需要加热,则要小心烫伤,不符合题意;
D、实验后要洗手,不符合题意。
故选B。
(3)实验室制取硫化氢的反应为固体和液体在常温下的反应,发生装置选B;
硫化氢密度比空气大,若选F装置收集时,气体应从m口进入。
(4)A、氧气不易溶于水,则a导管连接制氧机,氧气从a口通入,然后再从b管排出,该选项说法不正确;
B、结合前面分析可知,b导管连接入吸氧气的塑料管,该选项说法正确;
C、该装置可通过是否有气泡产生来判断是否有氧气输出,该选项说法正确;
D、该装置可通过产生气泡的速度观察氧气输出的速率,该选项说法正确。
故选BCD。
(5)①当二氧化锰和过氧化氢溶液分离时,反应停止,则该装置可以控制反应的发生和停止。
②若想监测产生氧气的速度,则可将a导管加长并伸入水面以下,则气体通入水中,然后再从b口排出,故选a。
14.(2026·辽宁铁岭·一模)化学是一门以实验为基础的科学,科学探究依托于化学实验。
(1)仪器①的名称是_____。
(2)若用高锰酸钾制取氧气,应选的发生装置是_____,选择这个装置的理由是__________。
(3)若用B、D装置制取氧气,写出该反应的化学方程式__________,二氧化锰在这个反应中的作用是__________,由于药品不足,没有收集满一瓶氧气,在不拆解装置、不添加反应物的情况下,想要多收集一些氧气,接下来应如何操作__________。若用F收集一瓶氧气,氧气不纯的原因可能是__________。
(4)若实验室用C装置代替B装置作制取的发生装置,突出优点是__________。
(5)既不能收集,也不能收集的装置是____(填字母序号)。
(6)如果用G装置测量生成的体积,则在虚线框内还需添加的仪器是_____,如果用G装置收集,改进措施是__________。
【答案】(1)酒精灯
(2) A 反应物为固体,反应需要加热
(3) 催化作用 向长颈漏斗中加水,将装置内的氧气排入集气瓶 集气瓶未装满水/刚有气泡产生就收集
(4)可以控制反应的发生与停止
(5)E
(6) 量筒 将广口瓶内装满饱和碳酸氢钠溶液
【详解】(1)仪器①是酒精灯,用于加热实验药品。
(2)高锰酸钾是固体,反应需要加热,因此选用固 - 固加热型发生装置A。
(3)B 为固 - 液不加热型发生装置,对应过氧化氢在二氧化锰催化下分解制氧气:,二氧化锰有催化作用,加快过氧化氢的分解速率,反应前后质量和化学性质不变。
不拆解装置、不添加反应物,多收集氧气的操作:向长颈漏斗中加水,将装置内残留的氧气排入集气瓶,若用排水法收集一瓶氧气,氧气不纯的原因可能是集气瓶未装满水或刚有气泡产生就收集。
(4)C 装置带有多孔塑料隔板和弹簧夹,可控制反应的发生与停止。
(5)氧气密度比空气大、不易溶于水,可用向上排空气法(D)、排水法(F)收集;二氧化碳密度比空气大、能溶于水,只能用向上排空气法(D)收集;E为向下排空气法,两种气体均不适用,因此选E。
(6) 测量氧气体积:G为洗气瓶,O2进入后将瓶内水排出,需在虚线框内添加量筒,通过测量排出水的体积,得到O2的体积;CO2易溶于水且与水反应,因此将广口瓶内装满饱和碳酸氢钠溶液。
15.(25-26九年级下·辽宁鞍山·开学考试)实验是科学探究的重要手段。“追梦”小组为了感受实验之美、实验之趣。请回答下列问题。
任务一:实验室现有高锰酸钾、稀盐酸、大理石及相关仪器和用品。
A. B. C. D. E. F.
(1)实验室用上述试剂制取较为纯净的氧气,应选择的装置是___________
(2)要制取16 g氧气,需要溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液的质量为___________;
任务二:“追梦”小组用如图所示装置制取干燥、纯净的二氧化碳并验证其性质,请回答下列问题。
实验一已知:饱和碳酸氢钠溶液可除去二氧化碳气体中混有的氯化氢,所用除杂试剂均足量。
(3)实验一中用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为___________,装置A中控制盐酸滴加速率的仪器名称是___________。
(4)小组同学利用装置D验证二氧化碳的性质。实验过程中,先观察到澄清石灰水变浑浊,后观察到燃着的木条熄灭。请写出D中澄清石灰水变浑浊的化学方程式:___________,又可推测二氧化碳的一条用途是___________。装置中干燥的紫色石蕊试纸不变红,湿润的紫色石蕊试纸变红,可证明二氧化碳的化学性质是___________。
(5)实验二中,时小组同学将注射器中的氢氧化钠溶液快速推入三颈烧瓶,时再将注射器中的溶液快速推入,测得三颈烧瓶内的压强随时间变化的趋势如图所示。
①用化学方程式表示bc段压强减小的原因:___________
②注射器中可能盛有___________(填化学式)。
③ab段和de段压强略微增大,都是___________造成的。
(6)进行实验三时,小组同学仅将实验二中的三颈烧瓶换成软塑料瓶,试剂及操作均不变,推测出现的现象是___________。
【答案】(1)AC
(2)680g
(3) 分液漏斗
(4) 灭火 二氧化碳能与水反应生成酸性物质
(5) HCl或H2SO4等(合理即可) 向容器中快速注入液体
(6)软塑料瓶先变瘪,再恢复原状
【详解】(1)制取较为纯净的氧气,要用排水法收集,选用C装置收集;根据题中给出的药品,应选用高锰酸钾制备氧气,高锰酸钾为固体且反应需要加热,所以发生装置选A,故装置组合为AC。
(2)解:设生成16g氧气,需要过氧化氢的质量为x.
需要过氧化氢溶液的质量为:
答:需要过氧化氢溶液的质量为680g。
(3)大理石的主要成分为碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
装置A中控制盐酸滴加速率的仪器名称是分液漏斗。
(4)二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊的原因是二氧化碳与氢氧化钙反应生成了沉淀碳酸钙,反应的化学方程式为:;
根据观察到燃着的木条熄灭,可以得出二氧化碳的一条用途是:灭火;
酸性溶液能使紫色的石蕊溶液变红,装置中干燥的紫色石蕊试纸不变红,湿润的紫色石蕊试纸变红,可证明二氧化碳的化学性质是:二氧化碳与水反应生成酸性物质。
(5)①bc段压强减小的原因是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,导致三颈烧瓶内气体减小,气压减小,反应的化学方程式为:;
②t2 时再将注射器F中的溶液快速推入,三颈烧瓶内的压强增大,说明瓶内有气体产生或反应时放热温度升高,由于氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与稀酸反应会生成二氧化碳(该反应也是放热反应),故注射器F中的液体可以是:稀盐酸、稀硫酸等,合理即可;
③ab段:快速推入NaOH溶液时,液体占据瓶内部分空间,使气体被压缩,压强短暂增大; de段:快速推入F溶液时,液体占据空间,同时反应放热或生成气体,使压强短暂增大。 二者均为液体快速推入瓶内,占据气体体积(或反应放热/生成气体)造成的,故答案为:向容器内快速注入液体(表述命题即可)。
(6)首先从注射器 E 推入氢氧化钠溶液,二氧化碳与氢氧化钠反应,生成碳酸钠和水,瓶内气体减少,压强减小,在外界大气压作用下,软塑料瓶变瘪;随后由注射器 F 推入稀盐酸,稀盐酸与碳酸钠反应,重新生成二氧化碳气体,瓶内压强增大,软塑料瓶又恢复原状,故答案为:软塑料瓶先变瘪,再恢复原状。
16.(2026·辽宁盘锦·一模)实验是化学的主旋律,请完成下列实验内容。
【实验一】实验室制取气体
下图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题。
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,该装置需要的改进是_________,加热时试管口应略向下倾斜的原因是_________。
(2)实验室制取并收集,应选择的装置组合是_________(填字母)。将制取的通入装置F中,溶液变红。原因是_________(用化学方程式表示)。
【实验二】研究物质的性质。
(3)实验1,一段时间后,观察到②中的现象为_________,体现了浓盐酸的性质。
(4)实验2,若验证与NaOH反应,还需补做一个实验:另取实验2所示装置,将_________,重复实验2操作,比较气球的变化程度。写出与NaOH反应的化学方程式_________。
【实验三】某校化学兴趣小组进行粗盐(含有泥沙)提纯实验,并利用所得精盐配制62.5g 20%的氯化钠溶液。
实验1:图1是甲同学进行粗盐提纯实验操作示意图。
(5)操作①~⑤中有明显错误是__________(填序号),该同学实验中缺少一步重要的操作是__________。
(6)操作⑤中停止加热的恰当时机是__________。
(7)步骤⑤中玻璃棒的作用是__________。
实验2:乙同学用提纯得到的精盐配制62.5g 20%的氯化钠溶液。
(8)量取水时选择量筒的规格__________(20mL/50mL/100mL,选填一种)。
(9)若其他操作均正确,采用图2所示方式量取水,则所配溶液的溶质质量分数______(填“>”“<”或“=”)20%。
【答案】(1) 在试管口放一团棉花 防止冷凝水回流,试管炸裂
(2) BE
(3)溶液由红色变为无色
(4) 将NaOH溶液换成等体积的水
(5) ① 过滤
(6)蒸发皿中出现较多固体
(7)搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅
(8)50mL
(9)<
【详解】(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,该装置需要的改进是试管口塞一团棉花,以防止加热时固体粉末进入导管,加热时试管口应略向下倾斜是为了防止冷凝水回流炸裂试管。
(2)实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取,该反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,二氧化碳能溶于水,密度比空气大,应选择向上排空气法收集,则装置组合是B、E。将制取的通入装置F中,溶液变红,是由于二氧化碳与水反应生成了碳酸,该反应方程式为。
(3)氢氧化钠溶液呈碱性,能使酚酞变红,浓盐酸具有挥发性,实验1一段时间后,挥发出的HCl进入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,观察到②中的现象为溶液由红色变成无色。
(4)二氧化碳能溶于水,也会使装置内压强减小,气球膨胀,所以实验2若验证与NaOH反应,还需补做一个实验:另取实验2所示装置,将NaOH溶液换成等体积的水,重复实验2操作,比较气球的变化程度。与NaOH反应生成碳酸钠和水,化学方程式为。
(5)操作①中取用粗盐瓶塞倒放错误,粗盐提纯实验操作为溶解、过滤、蒸发,该同学实验中缺少一步重要的操作是过滤。
(6)操作⑤为蒸发,该操作中停止加热的恰当时机是蒸发皿中出现较多固体。
(7)步骤⑤蒸发中玻璃棒的作用是搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅。
(8)配制62.5g 20%的氯化钠溶液,应量取氯化钠质量为,则需水的质量为62.5g-12.5g=50g,所需水的体积为50mL,量取水时选择量筒的规格50mL。
(9)若其他操作均正确,采用图2所示方式量取水,即仰视读数,则所量取的水的实际体积偏大,导致所配溶液的溶质质量分数<20%。
17.(25-26九年级上·辽宁营口·月考)氧气是一种重要的气体,在生产和生活中有广泛的用途。
I.课堂分组实验:实验室制取氧气
(1)写出图1中标号仪器的名称:①___________。
(2)某兴趣小组的同学用高锰酸钾制取氧气并测量收集氧气的体积。
①选用的发生装置是___________(填序号)。
②若用图C中方式测量生成氧气的体积,则读数___________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气,写出该反应的符号表达式___________。用D装置收集氧气时,发现收集到的氧气不纯,可能的原因是___________(写出一条)。
(4)用E装置收集氧气,验满的方法是___________。
II.课堂演示实验:用传感器技术测定空气中氧气的含量
图2是教材中测定空气中氧气含量的实验。
(5)红磷燃烧的符号表达式是___________,该反应属于___________(填基本反应类型)。
(6)若实验过程中发现烧杯中的导管口出现气泡,则最终测得的数据会___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(7)若集气瓶的内部体积为200mL,实验前在集气瓶中预先放了20mL的水,实验后瓶内水的体积为57mL,则空气中氧气的体积分数是___________。(结果保留一位小数)
图3是老师使用传感器技术实时测定了红磷燃烧时装置内压强、温度、氧气浓度的变化。
(8)根据实验测得的数据,则下列说法正确的是___________(填字母)。
A.接通电源使用电烙铁发热引燃红磷,使实验结果更准确
B.X曲线表示的是温度变化,Y曲线表示的是氧气浓度变化
C.BC段变化的原因是温度升高增大的压强大于消耗氧气减小的压强
D.当时间为时才打开活塞K,看到烧杯中的水倒流进集气瓶
III.如图4为工业制取氧气的部分流程示意图,请根据图示回答相关问题:
(9)液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气,原理是利用氮气和氧气的________(填“密度”或“沸点”)不同而将氮气和氧气分离。
(10)已知氧气的沸点是,氮气的沸点是。当打开一个装有液态空气的容器盖,并将一根燃着的木条置于容器口上方,观察到的现象是________。
(11)冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图5所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。在空气分离后,进入冰箱保鲜室内的气体是________(填“富氧空气”或“富氮空气”)。
【答案】(1)分液漏斗
(2) A 偏小
(3) 集气瓶中水未装满(合理即可)
(4)将带火星的木条放在b管口处,木条复燃,氧气集满
(5) 化合反应
(6)偏大
(7)20.6%
(8)ABCD
(9)沸点
(10)木条熄灭
(11)富氮空气
【详解】(1)由图示可知,标号仪器①的名称是分液漏斗。
(2)①高锰酸钾制取氧气反应物为固体,反应条件为加热,应选用固体加热型发生装置,即A。
②若用图C中方式测量生成氧气的体积,按图示俯视读数,会使读数偏小。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的符号表达式为。用D装置(排水法)收集氧气时,发现收集到的氧气不纯,可能的原因是集气瓶中水未装满或导管口一出现气泡就立即收集等。
(4)用E装置收集氧气,氧气密度比空气大,则氧气从a导管进入,验满的方法是将带火星的木条放在b管口处,木条复燃,氧气集满。
(5)红磷燃烧是红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷,符号表达式是,该反应是两种物质生成一种物质,为化合反应。
(6)若实验过程中发现烧杯中的导管口出现气泡,说明弹簧夹未夹紧,装置内部分气体逸出,则最终测得的数据会偏大。
(7)该实验中反应后集气瓶内进入水的体积即为空气中氧气体积,若集气瓶的内部体积为200mL,实验前在集气瓶中预先放了20mL的水,实验后瓶内水的体积为57mL,则空气中氧气的体积分数是。
(8)A、接通电源使用电烙铁发热引燃红磷,使实验在密闭装置下进行,可使实验结果更准确,符合题意;
B、该反应时红磷燃烧放热,温度先升高后降低,至原始温度,氧气为反应物,随反应的发生不断减少,压强随反应的发生先增大后减小,因氧气被消耗,且会小于原始值,打开弹簧夹水进入后再增大,则X曲线表示的是温度变化,Y曲线表示的是氧气浓度变化,符合题意;
C、BC段变化的原因是红磷燃烧消耗氧气,同时放热,温度升高增大的压强大于消耗氧气减小的压强,符合题意;
D、当时间为时才打开活塞K,装置内氧气被消耗,压强减小,会看到烧杯中的水倒流进集气瓶,符合题意;
故选ABCD。
(9)液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气,原理是利用氮气和氧气的沸点不同而将氮气和氧气分离。
(10)已知氧气的沸点是,氮气的沸点是。当打开一个装有液态空气的容器盖,并将一根燃着的木条置于容器口上方,因氮气先蒸发出来,且氮气不支持燃烧,则观察到的现象是木条熄灭。
(11)氮气化学性质稳定,常用作保护气,结合图示可知,在空气分离后,进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气。
18.(25-26九年级上·辽宁鞍山·月考)实验是学习化学的重要途径。
(一)研究气体的制取
(1)如图为实验室常用仪器和实验装置的示意图,根据题意回答问题。
实验室常用难溶块状固体硫化亚铁(FeS)和稀硫酸在常温下制得硫化氢气体(H2S),同时生成FeSO4。硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体,可溶于水,密度比空气大。
查阅资料:氢氧化钠能与硫化氢发生反应
①实验室制取H2S气体若要控制反应发生与停止,可选用的发生装置是________。(填序号)
②某同学用D、E、F装置组合收集H2S气体。E装置的作用是防倒吸,则虚线框内最合适的装置是_______(填“甲”或“乙”)。
③装置F的作用是________。
④图C所示装置具有多种用途,下列有关它的用途说法中,正确的是_______。(填字母序号)
A.该装置用于排空气法收集二氧化碳时,气体应从a端管口通入
B.瓶内装满水,用于收集氧气时,气体应从a端管口通入
C.瓶内装入适量浓硫酸用于干燥CO2时,气体应从a端管口通入
D.瓶内装满氧气,要将氧气排出,水应从a端管口通入
(2)如图是连接压强传感器的CO2气体制取发生装置和实验过程某段时间试管内气体压强变化的情况。下列说法不正确的是______。(填字母序号)
A.a点对应操作是打开活塞 B.bc段可在导管口收集气体
C.cd段试管中液面逐渐上升 D.de段固体与液体脱离接触
(二)探究影响大理石与稀硫酸反应制取CO2实验效果的因素。
【查阅资料】通常不选用大理石与稀硫酸反应制取CO2原因是反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石表面,阻碍了反应进行。压强传感器
【进行实验】20℃,101.5 kPa下,向15 g大理石中加入10 mL稀盐酸或稀硫酸,如图所示进行实验。记录如下:
已知:本实验中,2分钟后压强越大,生成CO2越多,制取CO2实验效果越好。
实验
酸的浓度、种类
大理石粒度(颗粒大小)
搅拌器转速(转/分钟)
2分钟后压强 kPa
①
1.8%稀盐酸
粗
0
118
②
2.45%稀硫酸
粗
0
102
③
2.45%稀硫酸
粗
1250
106
④
4.9%稀硫酸
粗
1250
104
⑤
0.98%稀硫酸
粗
1250
111
⑥
X
中
1250
117
⑦
0.98%稀硫酸
细
1250
125
【解释与结论】
(3)依据题中信息说明利用电磁搅拌器对锥形瓶中的物质进行搅拌的作用:_______。
(4)依据实验数据,能证明“搅拌会影响制取CO2实验效果”的证据是_______。
(5)探究稀硫酸浓度对制取CO2实验效果影响的实验是_______(填实验序号)。
(6)实验⑤~⑦的目的是探究大理石粒度对制取CO2实验效果的影响,则X为_______,结论为_______。
【答案】(1) B 乙 吸收H2S气体,防止污染空气 ACD
(2)C
(3)使反应物充分接触
(4)对比②③可知,搅拌2分钟后压强更大
(5)③④⑤
(6) 0.98%稀硫酸 在其他条件相同时,大理石粒度越细,制取CO2的实验效果越好
【详解】(1)①实验室用硫化亚铁(固体)和稀硫酸(液体)在常温下制取硫化氢,属于固液常温型反应,所以可选的发生装置是B(或C,B装置可控制反应发生与停止)。
②硫化氢密度比空气大、可溶于水,所以用D、E、F装置组合收集H2S气体。装置E的作用是防倒吸,甲装置中两根长导管起不到防倒吸的作用, 乙中两根短导管让倒吸的液体盛装在安全瓶中又不会吸入D中,能起到防倒吸的作用,故选乙。
③硫化氢是有毒气体,烧杯中的氢氧化钠溶液用于吸收硫化氢H2S气体,防止污染空气。
④A、二氧化碳的密度比空气大,长进短出,气体应从a端管口通入,正确;
B、瓶内装满水,用于收集氧气时,氧气的密度比水小,气体应从b端管口通入,错误;
C、瓶内装入适量浓硫酸用于干燥CO2时,长进短出,让气体和液体充分接触,气体应从a端管口通入,正确;
D、瓶内装满氧气,要将氧气排出,氧气的密度比水小,水应从a端管口通入,氧气从b排出,正确;
故选ACD;
(2)A、从图像中可以看出,a点开始压强明显下降,应是打开活塞后,生成的二氧化 碳逸出试管所致,A正确;
B、bc段压强稳定,说明生成的二氧化碳气体比较稳定,适合收集气体,B正确;
C、cd段压强增大,说明活塞关闭,装置内气体压强增大,试管中液面降低, 而不是上升,C错误;
D、de段压强不再变化,说明反应停止,固体与液体脱离接触,D正确。故选C。
(3) 搅拌可以使反应物充分接触,防止生成的硫酸钙覆盖在大理石表面,从而使反应能够持续进行。
(4)实验②和实验③,酸的浓度、种类、大理石粒度都相同,只有搅拌器转速不同(实验②搅拌器转速为 0,实验③为 1250 转 / 分钟),2 分钟后压强分别为 102 kPa 和 106 kPa,压强不同说明生成的量不同,因此能证明 “搅拌会影响制取实验效果”。
(5)实验③、④、⑤,大理石粒度和搅拌器转速都相同,只有稀硫酸的浓度不同,因此探究稀硫酸浓度对制取实验效果影响的实验是③④⑤。
(6)实验⑤~⑦探究大理石粒度对实验效果的影响,需控制酸的浓度、搅拌器转速等变量相同,因此 X 为0.98% 稀硫酸。
实验⑤(粗粒度)、⑥(中粒度)、⑦(细粒度)的 2 分钟后压强分别为 111 kPa、117 kPa、125 kPa,压强随粒度变细而增大,说明在其他条件相同时,大理石粒度越细,制取CO2的实验效果越好。
19.(2025·辽宁盘锦·二模)实验是学习化学的重要途径。
Ⅰ.氧气的实验室制取与性质(见图A~D)。
(1)反应原理:用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。
(2)注意事项:用装置A和装置B制取氧气,为确保不漏气,应先检查装置的 ;集满氧气后,为防止水倒吸,应先 (填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”)。
(3)气体收集:用装置C收集氧气,是利用了氧气 的性质;检验氧气集满的操作为 。
(4)性质验证:将装置A中产生的氧气通向D中红热的木炭,木炭燃烧变旺,说明氧气具有的化学性质是 。
Ⅱ.二氧化碳的实验室制取与性质(见如图,部分夹持装置已略)
(5)实验时,先关闭,打开,向试管中加入稀盐酸至浸没大理石后,关闭分液漏斗活塞,E中观察到导管口处有气泡冒出且 。
(6)关闭,打开,观察到F中试管内液面 (填“上升”、“下降”或“不变”);一段时间后,观察到G中先有气泡冒出,后产生白色沉淀。请写出产生白色沉淀的化学方程式 。
【答案】(1)
(2) 气密性 将导管移出水面
(3) 氧气密度略大于空气 将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已集满
(4)助燃性
(5)溶液变浑浊
(6) 下降
【详解】(1)高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为;
(2)用装置 A 和装置 B 制取氧气,为确保不漏气,应先检查装置的 气密性; 集满氧气后,为防止水倒吸,应先 将导管移出水面,再熄灭酒精灯,若先熄灭酒精灯,试管内温度降低,压强减小,水槽中的水会倒吸入试管,使试管炸裂;
(3)用装置 C (向上排空气法)收集氧气,是利用了氧气密度略大于空气的性质;氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃, 检验氧气集满的操作为 将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已集满;
(4)将装置 A 中产生的氧气通向 D 中红热的木炭,木炭燃烧变旺,说明氧气具有的化学性质是助燃性,能支持木炭的燃烧;
(5)实验时,先关闭K2,打开K1,向试管中加入稀盐酸至浸没大理石后,关闭分液漏斗活塞,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,E 中观察到导管口处有气泡冒出且 澄清石灰水变浑浊,因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;
(6)关闭K1,打开K2,二氧化碳不能排出,试管内气压增大,所以观察到 F 中试管内液面下降;试管内液体通过导管进入G中,大理石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,试管内液体中存在盐酸和氯化钙,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,一段时间后,观察到G中先有气泡冒出,后产生白色沉淀。产生白色沉淀的化学方程式是:。
20.(2025·辽宁盘锦·二模)实验是学习化学的重要途径,化学是一门以实验为基础的学科。根据如图回答相关问题。
1.根据图1制取气体
(1)用A制取氧气的化学方程式为 ,若要收集一瓶纯度较高的O2,则F装置需要 (填一项实验操作)。
(2)实验室制取CO2的化学方程式 ;要想达到随关随停的效果,可选图1中 (填字母序号)组合成一套发生装置。检验生成二氧化碳的化学反应方程式为 。
(3)加热KClO3固体制氧气(1.5gMnO2作催化剂),并对KClO3完全分解后的残留固体进行分离。
(已知反应原理为:2KClO32KCl+3O2↑)
①发生装置应选用 (填字母)。
②KCl的溶解度曲线如图2所示。将残留固体冷却至室温(20℃),称得其质量为4.8g。欲将KCl全部溶解。至少应加入该温度下蒸馏水的体积约 (填字母)。
a.5mL b.10mL C.20mL D.30mL
③对溶解所得混合物进行过滤,滤渣经处理得MnO2,从滤液中获得KCl晶体的最佳方法是 。
2.探究二氧化碳性质
【探究实验1】为证明二氧化碳和水能发生反应,如图二。
(4)试剂加入的顺序可以为______。
A.AB B.BA C.AC D.CA E.BCA
(5)除②③以外还可以观察到的现象是 。
【探究实验2】实验小组用锥形瓶收集一瓶CO2与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封连接,缓慢的将NaOH溶液注入到锥形瓶中,采集信息形成图像,如图三所示。
(6)随着反应的进行,锥形瓶中压强降低的原因是 (用化学方程式表示)。
(7)反应结束后,锥形瓶中的压强保持在40kPa,说明 。
【答案】(1) 装满水
(2) BD
(3) A b 降温结晶
(4)BD
(5)①处碳酸钠粉末逐渐溶解,有气泡产生,气球胀大
(6)
(7)向上排空气法收集的二氧化碳气体不纯
【详解】(1)A装置为固体加热型,且试管口有一团棉花,是加热高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式是;
排水法收集的气体较为纯净,氧气不易溶于水,可用排水法收集,若要收集一瓶纯度较高的氧气,可用排水法收集氧气,则F装置需要装满水;
(2)实验室用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸反应制取二氧化碳,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为;
该反应为固液常温型,BD组装,通过控制活塞,控制固体药品(放在隔板上)和液体药品的接触与分离,当打开活塞时,长颈漏斗内的液体进入试管,使试管内液面上升到隔板以上,与固体试剂接触,开始反应;当关闭活塞时,产生的气体无法排出,在试管上半部分聚积,使试管内部气压增大,将液体压回到长颈漏斗,使液面降到隔板以下,使反应物相互分离,反应停止,可达到随关随停的效果;
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,通常用澄清石灰水检验二氧化碳气体,二氧化碳和二氧化硅反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为;
(3)①氯酸钾制取氧气的反应物是固体,反应条件是加热,所以发生装置应选用A;
②20℃时,氯化钾的溶解度是34g,将残留固体冷却至室温(20℃),称得其质量为4.8g,氯化钾的质量为:4.8g-1.5g=3.3g,欲将KCl全部溶解,设需要水的质量为m,则有,解得m≈9.7g,所以加入水的体积约为10mL;故选:b;
③氯化钾的溶解度受温度变化影响较大,所以对溶解所得混合物进行过滤,滤渣经处理得二氧化锰,从滤液中获得KCl晶体的最佳方法是降温结晶;
(4)为证明二氧化碳和水能发生反应,需做对比实验,先滴加水纸花不变色,排除水能使石蕊变色,A处产生二氧化碳,二氧化碳通过潮湿的石蕊纸花,潮湿的石蕊纸花变色,通过干燥石蕊纸花不变色,从而说明二氧化碳能与水反应生成酸性物质,试剂的加入顺序是BA或CA,故选:BD;
(5)碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,则①处现象是碳酸钠粉末逐渐溶解,有气泡产生,装置内压强增大,则还可观察到气球胀大;
(6)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为,因为二氧化碳被消耗,锥形瓶内气体减少,压强随之降低;
(7)加入的氢氧化钠溶液足量,二氧化碳应被完全消耗,但是反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa,则装置中还有其他气体,说明向上排空气法收集的二氧化碳气体不纯。
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